TWI345054B - Specimen inspection device and method, and method for making a semiconductor device using such specimen inspection device and method - Google Patents

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1345054 一 第93115249號專利申請案 ， 100年4月18曰修正替換頁' 九、發明說明： * 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種晶片之對位方法，使用該方法之試 驗樣品檢查裝置及方法’以及使用該裝置及方法之裝置製 造方法’詳言之’以高精密度、高信賴性且高解析度、對 形成於具0· lym以下圖案之圖罩（stenci 1 mask)晶圓等試 驗樣品表面之裝置圖案之缺陷，進行其缺陷檢查等，而且， 以高處理能力（Throughput)進行對位方法，利用該對位方 法之試驗樣品檢查裝置及方法，以及包含使用該試驗樣品鲁 檢查裝置及方法檢查试驗樣品之製程之裝置製造方法。 【先前技術】 檢查試驗樣品缺陷之裝置，係以電子束照射於檢查對 象之晶圓等試驗樣品，產生形成於試驗樣品之被檢查面之 具有裝置圖案相關資訊之電子，並採用此產生之電子使裝 置圖案之資訊圖像化，將所得圖像隨規定之檢查程式檢查 者。為提高此等檢查結果之信賴性，需要以電子照射自試 驗樣品面之裝置圖案獲得高精度資訊。方法之一為，在裝· 載試驗樣品使其向X軸方向及與其正交之γ轴方向移動: 載物台之X軸方向及γ軸方向作圖像定位（Registrati〇n) 調整，及在與二次電子光學系統之軸方向平行之z轴方 作焦距調整。 過去係採用，例如自試驗樣品之晶圓之被檢查面產生 互相對應之2領域之圖像’由此等互相對應之—方與另一 方之2圖像中檢查缺陷時，對一邊之圖像產生分別向X轴 315886修正本 5 1345054 第93115249號專利中請案 100年4月18日修正替換* 方向及Y軸方向偏移+ 1像素（Pixel)、+ 2像素、_ι像素、 -2像素之圖像，而此等偏移之圖像24片及無偏移圖像玉 片之合計25月圖像，與另一方之圖像作比較之方法，而為 形成此等圖像，已有使用1條電子束之缺陷檢查裝置實用 化。 又，為改善處理能力、亦有使用多波束（muHiplebearo) 之檢查系統用於試驗樣品之缺陷檢查者（參照例如美國專 利第5，892 ’ 224號說明書，及b. Lischke，坧卿咖

Journal of Applied Physics 'Vol 〇28»N0. 10^2058) 再者，照射長方形波束，將自照射點所發出電子束由映像 光學系統放大檢測之方法亦為公知者（例如日本特、 7 一 24939號公報）。 此m係由多數電子波束同時在試驗樣品之 =理進::陷檢查’因此’理論上隨電子波束之數量， ，上述習知之圖案缺陷之檢查裝置，有 述之無法正確進行檢查之問題。 n 有裝賊驗樣品使其向X財Μ與其正交之 Υ軸方向移動之载物台’但是由：之 導騎有變形，或X轴方向…轴方向之載載^台之=台 確正父情況，因此載物台將不在理想執跡上移動，正 與台時，試驗樣品之X-γ座標 ⑶檢、，"驗:，而會於旋轉方向發生誤差， 檢/貝Μ驗樣印位置之雷射干擾儀會有誤差， 315886修正本 6 1345054 . » 第93115249號專利申請案 ’ 100年4月18日修正替換頁 (4) 試驗樣品中在微影法（Lithograph)製程時，會有 自》又》十上之位置偏移而形成晶片（Die)之情形， (5) 於載物台連續移動中會有速度不均情形， (6) 電子束之照射引起試驗樣品充電（Chargeup)，使 所獲得之圖像變形。 例如，上述種種誤差如不設法校正時，所得圖像可能 自理論值上之位置偏移±2像素以上。假使此等偏移在X軸 方向與Y軸方向可能各發生±3像素時，為確保缺陷檢查之 正確性，需要產生用以比較之圖像數為7χ7 = 49片。其結鲁 果，需増加檢查所需之記憶體及比較電路，不僅缺陷檢查 速度趕不上取得圖像，也有無法進行高處理能力之缺陷檢 查之問題。 、又’以往之試驗樣品等試驗樣品缺陷檢查，如上所述， 在為圖案檢查取得二維圖像之前，僅作χγ方向之圖像定位 而未考慮試驗樣品面之凹凸。因此無法獲得良好精度之圖 像訊號。 少例如，為S式驗樣品等之試驗樣品缺陷檢查，已知有取 得圖像裴置之使用映像光學系統之缺陷檢查裝置，會 2 — -人電子像之放大率因時間上或隨温度等環境變化而大 變動，問題。再者，於如此映像光學系統’因焦距深度較 歲而減驗樣品面有如凹凸時’二維圖像之解析度會有降低 之問題。 ,又，於過去在缺陷檢查裝置，對於由於映像投影光學 、、之放大率時有變動，不僅有無法進行正確之缺陷檢查 315886修正本 1345054 __ 二 * ___ 第9311524 9號專利中請案 100年4月18曰修正替換頁 之問題，而且要正確測量多波束光學系統之掃描靈敏度之 必要性，至今均未受注意而未見相關資料。 再者，使用單一波束之SEM時，由於波束為1條而檢 測器為1台，因此訊號濃度含1〇〇%試驗樣品之資訊，因 此’僅進行圖案匹配即可缺陷檢測，但是多波束時，多波 束之各波束間之波束電流值有數％之偏差，而且，各波束 間之檢測靈敏度亦有差異，訊號之濃度未必全為試驗樣品 之資訊。又’使用映像光學系統之缺陷檢測法，在視野之 邊端與光轴附近’即使同為試驗樣品之圖案部但濃度仍會· 有差異，以致進行缺陷檢測時、常會發生疑似欠陷之問題。 【發明内容】 本發明係針對上述問題所研創者，其第1目的為，提 t、種映像投影型之試驗樣品檢查裝置，使用矩形波束時 進行放大率測量之後作對齊（A1 ignment)之對位方法。 本發明之第2目的為，提供一種多波束型試驗樣品檢 查裝置，使用多波束時進行掃描靈敏度測量之後，進行對 齊之對位方法。 本發明之第3目的為，提供一種採用此種對位方法以 進行缺陷檢查之缺陷檢查方法。 本發明之第4目的為，提供一種有關缺陷檢查裝置之 製作誤差（载物台導規之變形、載物台導規之正交誤差）問 題’載物台移動時有關定位誤差及試驗樣品上之晶粒（die) 未形成於依理論值之理想座標上時，甚至於試驗樣品在移 動中產生速度不均時，亦能以良好精度進行缺陷檢查之圖 8 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 案檢查方法及裝置。 本發明之第5目的為，提供一種即使映像光學系統之 放大率變動，又試驗樣品面有凹凸時，亦能以高精度、高 信賴性而且高解析度取得二_像之檢查方法及裝置。 本發明之第6目的為，提供一種以多波束及映像光學 系統之缺陷檢查方法’而不發生疑似欠陷。 本發明之第7目的為，提供一種使用上述檢查方法及 裝置作缺陷檢查，可期待高成品率之裝置製造方法。 依據申請專利範®第1項之發明為提供-㈣量方· 法，係測量對形成晶片之基板表面使用波束檢查之映像投 影型檢查裝置的二次光學系統之放大倍率，該測量方法係 (a)為使上述晶#位於被檢查視野内而配置上述基板 之步驟； ()對上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以核

器檢測來自上述基板之反射電子或二次電子而 得二維圖像之步驟； ⑹將在上述步驟b中獲得上述二維圖像時之由雷射 干擾儀所得之载物台座標(Xc、Yc)儲存之步驟； 於上述視野内，將上述載物台移動達一定距離， 而使上述具特徵圖案移動之步驟； e進仃如同上述步驟b之操作，取得於上述經穿 位置之上述具特徵圖案之二維圖像之步驟，· ⑴將在上述步驟e中獲得圖像時之由上述雷以 315886修正本 9 第931152^號專利申請案 100年4月曰修正替拖百 m ^ ^ L_T…月18日 传之上述載物台座標（Xf、Yf)儲存之步騍； g ，上述步驟b所得圖像之-部分與上述步驟e所 仔圖像作圖案匹配，計算2圖像之X方向及γ方 向，位置偏移(ΔΧ像素、ΔΥ像素)之步驟； h)计算由上述步驟c儲存之座標（Xc、Yc)與上述步 驟f儲存之座標（Xf、Yf)間之差、（Xf_Xc)或 (Yf-Yc)之步驟；以及 (1)汁算每像素之尺寸，（Xf-XcO/ΔΧ或（Yf-Yc)/AY 作為映像光學系統之放大率之步驟。 於上述測量方法，上述步驟匕之波束可為向一轴方向 具長^之形狀，以偏向器向另—軸方向掃描視野内，並與 =述掃&同步以便二次光學系統之光學參數（心繼如） 變化。 依據申請專利範圍第3項之發明，為提供一種半導體 裝置製造方法，係利用如中請專利範圍第1項所述之測量 方法，於製程途中或製程完成後進行晶圓之評價。 、依據申請專利範圍第4項之發明，為提供一種測量方 法，係測量對形成晶片之基板表面使用波束檢查之映像投 衫型檢查裝置的二次光學系統之放大倍率，該測量方法係 具備： (a) 為使上述晶片位於被檢查視野内而配置上述基 板之步驟； (b) 對上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以檢測 器檢測來自上述基板之反射電子或二次電子而 10 315886修正本 f 93115249號專利_請案 獲得第1二維圖像之步驟；換頁 (c)將在上述步驟b尹獲得上述 干擾儀所得之裁物△、圖像時之由雷射 Ο)於上述視野内，將上述载物台移動達離 而使上述具特徵圖案移動之步驟；達疋距離， ⑷進行如同均步驟b作 之步驟； 平卞取仔第2二維圖像 f，在上述步驟得圖料之 所 得之上述載物台之第2座標儲存之步^擾儀所 g ==二維圖像與上述第2二維圖像作圖案 像之位置偽上述第】二維圖像與上述第2二維圖 像之位置偏移之步驟； ⑻ft::物台之上述第1座標與上述第2座標 間之差的步驟；以及 =算上述載物台之上述第1座標與上述第2座標 之上述差、和上述第1二維圖像與上述第2 -維圖像間之位置偏移之間的比，而作為 系統之放大率之步驟。 裝置項之發明’為提供-種半導趙 係利用如申請專利範圍f 4項所述之測量 法於製私途中或製程完成後進行晶圓之評價。 依據申請專利範圍第6項之發明，為提供一種基板表 面檢查裝置’係對形成晶片之基板表面使用波束進行檢 查’其中’為了進行上述晶片之對位，具備： 11 315886修正本 第9311524 9號專利f請案 100年4月18曰修正替換頁 配置上述基板以使上述晶片位於被檢查視野内之 裝置；以及 藉由以下步驟測量檢測倍率之測量裝置， (a) 對上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以檢 測器檢測來自上述基板之反射電子或二次電子 而獲得二維圖像之步驟； (b) 將在上述步驟3中獲得上述二維圖像時之由雷 射干擾儀所得之载物台座標（Xc、Yc)儲存之步 驟； (c) 於上述視野内，將上述載物台移動達一定距離， 而使上述具特徵圖案移動之步驟； (d) 對上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以上 述檢測器檢測來自上述基板之反射電子或二次 電子而取得於上述經移動位置之上述具特徵圖 案之一維圖像之步驟； (e) 將在上述步驟獲得圖像時之由上述雷射干 擾儀所得之上述載物台座標（Xf、Yf)儲存之步 驟， ⑴將上述步驟a所得圖像之—部分與上述步驟d 所付圖像作圖案匹配，計算2圖像之X方向及 向之位置偏移（ΔΧ像素、ΔΥ像素）之步驟； (g)計算在上述步驟b儲存之座標（Xc、Yc)與上述 步驟e儲存之座標（Xf、Yf)間之差、（Xf〜x 或（Yf-Yc)之步驟；以及 315886修正本 12 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 (h)計算每像素之尺寸，（Xf_Xc)/AX或（Yf_Yc)/ △ Y作為映像光學系統之放大率之步驟。 依據申請專利範圍第7項之發明，為提供一種基板表 面檢查裝置係'對开> $晶片之基板表面使用波束進行檢 查，其中，為了配置上述基板以使上述晶片位於被檢查視 野内，具備： 藉由乂下乂驟測量當上述晶片位於上述被檢查視野内 時之檢測倍率之測量裝置， (a)對上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以檢測器檢籲 測來自上述基板之反射電子或二次電子而獲得第1二 維圖像之步驟； (b)將在上述步驟a中獲得上述二維圖像 儀所得之載物台之第1座標儲存之步驟；田射干擾 (C)於上述視野内’將上述㈣台移動達-定距離，而使 上述具特徵圖案移動之步驟； 上之具特徵圖案照射波束，並以上述檢測 二銘:上述基板之反射電子或二次電子而於上述 、座移動位置取得第2二維圖像之步驟； (e) 將在上述步驟d中輝媒尉推吐 > 丄 得之卜、十、#“ 獲圖像時由上述雷射干擾儀所 述载物台之第2座標儲存之步驟； (f) 將上述第1二維圖像 配，計算上❹維圖像作圖案匹 置偏移之步驟；〜圖像與上述第2二維圖像之位 (g) 計算上述裁物台之上述苐1座標與上述第2座標間之 315886修正本 13 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁'

差的步驟；以及 ' J (h)計算上述載物台之上述第丨座標與上述第2座標間之 上述差、和上述第1二維圖像與上述第2二維圖像間 之位置偏移之間的比，而作為映像光學系統之放大率 之步驟。 【實施方式】 下面說明有關本發明之對位方法及使用該對位方法之 試驗樣品檢查方法。首先參照第i圖至第5圖，說明用以 實施有關本發明之上述方法，作為試驗樣品之在表面形成修 圖案之基板，即晶圓為檢查對象作缺陷等檢查之試驗樣品 檢查裝置之整體構成。再者’以下係以晶圓為試驗樣品為 例作說明。 於第1圖及第2圖，檢查試驗樣品之缺陷等之試驗樣 品檢查裝置1，係具備：保持收納多數片晶圓评之匣盒之 晶圓匣盒保持器10 ;迷你環境裝置2〇 ;區劃操作室31之 主機殼30 ;配置在迷你環境裝置2〇與主機殼3〇之間，而 備有2個載裝至之裝載機殼4〇;將晶圓w自晶圓匣盒保持 器10裝填至配置在主機殼30内之載物台裝置5〇上之裝載 器60;及裝設於真空室之電子光學裝置7〇，而此等經由配 置成如第1圖及第2圖所示之關係位置。 試驗樣品檢查裝置1 ’再具備：配置在真空狀態之主 機殼30内之預充電單元81 ;對晶圓w賦予電位之電位職 予機構83(參照第5圖）；電子波束校正機構87(參照第8 圖）；及構成用以進行載物台裝置50上之晶圓w定位之對 315886修正本 14 1345054 第9311524 9號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 齊控制裒置之光學顯微鏡871。 晶圓匿盒保持器10經由有多數片（例如25片）晶圓w ίί:方向平行排列狀態收納之晶圓厘盒。(例如Assist 二I如F0UP之Closed Casset)保持多數個（圖為2 個）。此晶龍盒保持器10，可任意選擇設置適當者，例 械人等搬運晶_盒而自純填於晶_盒保持器

人播^用之構造者，或由人手裝填時適用之開口式晶圓H 益稱造者。 人晶圓ϋ盒保持器10於圖示構造者為，自動裝填晶圓厘 盖C之形式’例如具備昇降桌u與使昇降桌丨丨上下移動 11機構12 ’晶圓11盒C如第2圖鏈線所示狀態自動裝 ^降桌11上’裳設後如第2圖實線所示狀態自動旋轉 =你環境裝置20内之第i搬運單^(後述）之轉動轴線， 酼後，外降桌11即如第丨圖鏈線所示狀態降低。再者，自 動裝填時或人手|填時所使用之晶圓£盒保持器，可適當 使用公知構造者，在此對其構造及機能省略其說明。田 曰收納於晶圓11盒0内之基板，即晶圓w為應受檢查之 晶圓’而此等檢查係在半導體製造製程中處理晶圓之製程 後’或在製程途中進行。具體而言，經成膜製程、⑽、離 子植入等之晶圓’或在表面形成及未形成線路圖案之晶 圓’收容於晶圓ϋ盒ce收容於晶圓匿盒。之晶圓w係多 數片以上下方向隔開平行排列配置。因此，為使任意位置 之晶圓w可由第1搬運單以後述）保持，第i搬運單元之 .機臂可上下方向移動。 315886修正本 15 1345054 _ 第9311524 9號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 於第1圖至第3圖，迷你環境裝置20係具備：形成控 制氣氛之迷你環境空間21之機殼（housing)22 ;在迷你環 境空間21内使例如清淨空氣氣體循環而用以控制氣氛之 氣體循環裝置23 ;回收供給至迷你環境空間内21之空氣 之一部分再排出之排出裝置24;及裝設於迷你環境空間21 内而對檢查對象之晶圓W作粗略位置決定之預對齊器 (Pre-aligner)25 〇 機殼22係具備：頂壁221、底壁222及圍繞四周之周 壁223，形成由外部隔絶迷你環境空間21之構造。為控制 迷你環境空間21之氣氛，氣體循環裝置23有如第3圖所 示係具備：於迷你環境空間21内裝設於頂壁221，使空氣 清淨後經1個或以上之氣體吹出口（無圖示）將清淨空氣朝 正下方成層流狀流動之氣體供給單元231 ;裝設於迷你環 境空間21内底壁222上，回收朝底部流向下面之空氣的回 收管232 ;及連接回收管232與氣體供給單元231將所回 收之空氣送回氣體供給單元231之導管233。 層流狀向下方向之清淨空氣的流動，即下衝流 (DoWnfloW)係供給流動通過配置在迷你環境空間21内之 第1搬運單元61之搬運面，由此，可防止因搬運單元61 可能發生之灰塵附著於晶圓W。機殼22之周壁223中，於 鄰接於晶圓匣盒保持器10部分，形成出入口 225。 如第3圖所示，排出裝置24係具備：在搬運單元61 之晶圓搬運面之較下側，配置於搬運單元下部之吸入管 241 ;配置於機殼22外側之吹風機242 ;及連接吸入管241 16 315886修正本 1345054 乐，Ο丄丄3乙r S月系 100年4月I8日修正替換頁 - , 丄υυ千4月丄a w修土朁賴 與吹風機242之導管243。μφ祐里- 排出裝置24，係以吸入管241 吸入而下流動於搬運單开 早70周圍而可能因搬運單元所發生之 含有灰塵之空氣，經過導營 等s 243及吹風機242排出至機殼 22之外侧。 配置於逑你環境空間21内之預對齊器25，係以光學 性或機械性檢卿成於晶圓w之定向平面（Qrientati〇n FW，形成於圓形晶圓外周之平坦部分）或形成於晶圓w外 周緣之1個以上之v形缺口或凹槽，動作為與搬運單元61 之軸線〇1-〇,相關之晶圓w之旋轉方向位置以±1度之精度φ 預先疋出位置。預對齊器25為決定檢查對象之座標之機構 之一部分，可負責決定檢查對象位置之粗略定位。預對齊 器25之本身構造為公知者，其構造與動作則省略其說明。 於第1圖及第2圖，形成操作室31之主機殼3〇備有 機殼本體32。機殼本體32係由配置於台框架36上之振動 隔絶裝置，即裝載於防振裝置37上之機殼支持裝置33所 支持，而機殼支持裝置33為備有組合成矩形之框架構造體鲁 331。如此，機殼本體32裝設固定於框架構造體331上。 機殼本體32連接於裝載在框架構造體33丨上之底壁32 i、 頂壁332、底壁321及連接於頂壁332而圍繞四周之周壁 322，而自外部隔離操作室31。 機殼本體32及機殼支持裝置33係組裝成剛體構造， 藉防振裝置37阻止自裝設有台框架36之地面之振動傳達 至此剛體構造。機殼本體32之周壁323中鄰接裴載機殼 40之周壁，形成進出晶圓用進出口 325。 17 315886修正本 第93115249號專利申請索 | 1〇〇年4月18曰修正替換頁 #作室31為藉由公知構造之真空裝^ 持在真空氣氛。台框架36 τ配置用以控難置整體動作之 控制裝置2。操作室31之壓力通常保持1〇_4至1〇_6%。 於，i圖、第2圖及第4圖’裝载機殼4〇具備構成第 、至41及第2载裝室42之機殼本體43。機殼本體43 具有底壁43卜頂壁432、圍繞四周之周壁433、隔開第工 載裝室41及第2載裝室42之隔開壁似，形成可從外部 隔開兩«室4卜42之構造。隔開壁434在兩載裝室41、 42之間，形成可進出晶圓w之開口，即出入口 435。又，( 鄰接周壁433之迷你環境裝£ 2〇及鄰接主機殼3〇之部 分’形成出入口 436及437。 # 、如第4圖所示，裝載機殼40之機殼本體43,係裝設 並支撑於機殼支持裝置33之框架構造體331上，而可防止 地面振動傳達至裝載機殼4〇β裝載機殼4〇之出入口 4兆 與迷彳小％境裝置20機殼22之出入口 226被整合，設有可 選擇性阻止迷你環境空間21與第i載裝室41連通之活門 裝置（shutter)27。 裝载機殼40之出入口 437與機殼本體32之出入口 3託 係受整合’設有可選擇性密封阻止第2載裝室仏與操作室 31連通之活門裝置45。再者，形成於隔開板434之開口 4—35,設有由門461之開關而可選擇性阻止第}及第2載裝 至41 42間之連通之活門裝置46。此等活門裝置27、45 及46 ’在關閉狀態時將各载農室氣密封閉。 於第1载裝室41内’震設可支撑多數，例如將2 315886修正本 1345054 第9311.5249號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 _ „τ 丄υυ干分月丄8日修正替換 圓W上下隔開而以水 --—~— Κ +狀狀恶支持之晶圓架47。第1及第 ^至、2，由無圖示之含真空泵之公知構造之真空 ，置(無，j)而可控制成高真空狀態(真空度為1〇_4

Pa)之軋巩。此時，亦可使第丄载裝室 空室保持低真空氣翕，笛9普壯a 々见具 真 第2餘至42作為高真空室保持高 真工虱吼，可有效防止晶 僅可將收容於裝載室内而π 知用如此構造，不 地搬運至摔作室31内寸要缺陷檢查之晶圓W無延遲 耦作至31内，亦可提高缺陷檢查之處理能 可將保管狀態需要高真空狀態之電子源周邊之真空产盡可 能保持在高真空度狀態。 门遌〈具工度盡可 於第1及第2載#宮\ (無圖示)與惰性氣體一、:刀㈤連接真空排氣配管 圖1 ^ &體（例如乾魅純氮氣）用之通氣配管（益 如此，對各载裝室内灌入惰性氣體時’可防止由： 惰性氣體通氣配管對於I都 方止由於 氧氣等。 &對於各載裝室表面附著惰性氣體以外之 又，於使用電子束之本發明試驗 電子光學裝置之雷工呢宜褒置，作為 等，加：= 具代表性之六硼化鑭(⑷ :、可釋出熱電子之高温狀態時，為延長 事置之極你二 晶圓贤至袭設電子光學 至1之前階段藉由上述氣氛控制，即可確實防 止電子源與氧氣接觸。 碩貫防 載物台裝置50,係具備：配置於 上之固定桌51;於固定桌51上可向之底壁如 面垂直之方向）移動之Υ桌52;於固定卓51、1圖與紙 疋杲51上向X方向（於 315886修正本 19 1345054 第1圖為左右方向）移動之X桌53;在之 旋轉桌54;及配置於旋轉桌54上之保持㈣。保持 之晶圓裝載面551可保持晶圓W成可開放狀。保持与55 為可以機械方式或靜電吸盤方式㈣可解放狀保持 之公知構造者即可。 载物台裝置50係使用飼服馬達、編碼器及各種傳感； (無圖示）’藉由使上述多數台卓 "" /取口杲bl至54動作，將在裝· 面如上由保持器55所保持之晶圓w，對自電子光學震眉

照射之電子波束’向X方向、γ方 ϊ万向及Z方向（於第1圖之 上下方向），更向對晶圓W之支撑面垂直軸線之旋轉方向 (Θ )方向’作高精密度定位。 又，晶圓W之Z方向定位，例如使保持器55上裝載面 之位置向Z方向作成能微調整即可實行。此係將裝载 面551之基準位置藉由微細徑雷射之位置測量裝置（利用 干擾儀原理之雷射干擾測距裝置）檢測，將其位置由及饋電 =(無圖不）控制’連同其或代之以測量晶圓之缺口或對齊 t面之位置’檢測晶圓對於電子波束之平面位置、旋轉位 將旋轉桌台藉由可微小角度控制之步進馬達等旋轉控 置=可實行。為極力防止#作室31内發生灰塵，載物台震 〇±用之伺服馬達52丨、531及編碼器522, 532均配置於 機喊30之外側。再者，對電子波束之晶圓w之旋轉位置 及X、Y你要，—Γ # . 德 / 可精由事先輸入於後述之訊號檢測系統或圖 处理系統’即可達所得訊號之基準化。 裝戴器60具備：配置於迷你環境裝置20之機殼22 20 3158S6修正本 !345〇54 3现寻矛丨j甲言責案 100年4月18日修正替換頁 上uu干与乃18日修正替； 内之機械人式第1搬運單元Η，與配置於 内之機械人式之第2搬運單元63。第i搬運單^具備 與驅動部611相關之在軸線〇1_〇1周圍可旋轉之多節 612。多節臂可使用任意構造者，但是圖示之多節臂612 係具裝設互相可轉動之3部分者。第i搬運單元Η之多節 2 612之最接近驅動部611之第i部分，係藉由裝設於驅 動部W内之公知構造驅動機構（無圖示）而裝設於可旋轉 軸613。多節臂612係藉由軸613在軸線〇ι_ 之同時，由於部分間之相對旋轉，整體對轴線向半怪 T向伸縮。於多節臂612最上部之第3部分之前端，裝設 么知構造之機械式夾具或靜電吸盤等夾持晶圓界之夾持裝 驅動部611係藉由昇降裝置615而可上下方向移 動0 · 持第1搬運單元61之多節臂612,係朝向保 持於晶0H盒保持㈣之2個晶圓M c中之任—邊 或M2延伸，將晶圓匿盒μ收容之晶圓"之一片 臂’或由裝設於多節臂612前端之吸盤（無圖示/ 二取出。隨後，多節臂612如第2圖所示收縮，接著 it:器25之方向Μ3伸長之位置而停止。於是多 對齊薄” ^ ’將保持於多節臂612之晶圓你裝载於預 盗25。如此由預對齊器託微調整晶圓w之方向後， ? 612自預對齊器25接受晶圓"麦’旋轉至向第1 =41而旋轉至可向方向M4伸長之位置即停止，隨之 曰曰第1載裝室4丨内之晶圓承接部47。 315886修正本 21 第93115249號專利中請案 100年4月18日修正‘換頁 丙上 | 丄υυ午4月1!

周緣約1機械式夾持晶圓W時’以夾持晶圓W 有形成電路佈線等裝置之故，如夹持此部 刀’即會_置以致發生缺陷。 61動^ 2 ^運平凡63之構造’基本上如同第1搬運單元 乍，在晶圓棚架47與載物台裝置5〇之裝 搬運晶圓<装罝面551間 於裝载器60，第1；5笛富SI - ίΜ 於晶圓ϋ盒保掊二早卜63’係自保持 内：D 10之晶圓匣盒C，向配置於操作室31 σ裝置50，及其反向之晶圓W之搬運，大致伴持 7=態進行。搬運單元61、63之多節臂612、二:

㈣仇’僅為自晶圓匣盒C取出或挿入晶圓W、將晶圓W 5:或跑：圓士棚架47或取出、及將晶圓W裝載於載物台裝置 二心寺。因此，大型晶圓W，例如直徑3〇cm之晶圓移 動可順利進行。 人 匕 > 照第1圖至第4圖，依序詳細說明自晶圓匣 ::持器1。支撐之晶嶋c至配置於操作室31内之載 σ裝置50之晶圓W搬運。晶圓匣盒保持器10係如上述 手裝。又日日圓匣盒時使用適合其構造者，自動裝設晶圓 广:C時’亦使用適合其構造者。晶圓ϋ盒c裝設於晶圓 =保持器10之昇降桌u之上方時’昇降桌η藉由昇降 2降下’晶圓匣盒c整合於出入口 225。 #當晶圓Μ盒c整合於出入口 225日寺，設於晶圓匣盒c μ子（無圖示）打開，而在晶圓匣盒c與出入口 225間配 315886修正本 22 1345054 第9311524 9號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 置有同狀覆蓋，可將晶圓匣冬 ^ ιν .. ^ . 现c之内部與逑你環境空間21 予以從外部隔絶。另外，聞山 ^ ^ ^ 1闕出入口 225之活門裝置裝設 於迷你裱境裝置20時，其活門壯@ 門衣置動作使出入口 225開關。 第1搬運早元61之多節臂612 M2之狀態下停止。因此， 钥万Π mi汊万门 如向M1方向停止，出入口 225 打開時，多節臂612即通 為曰圓际人 逬出入口 225伸出，在其前端接 二'士束：I之晶圓？中之1片。由多節臂612接受晶 圓束時，多節臂612縮小，如設有上述活門裝置時使 該活門裝置動作而關閛山λ 衣直于使 tQ ]出 225。其次多節臂612在軸 =周圍轉動到可向方向M3伸長之位置而停止，於該 圓w2伸出’將裝載於其前端或由吸盤吸住之晶 施棘方預對齊^ 25上’藉由預對齊器25使晶圓W之 於規即對晶圓平面垂直之中心軸線周圍方向，定位 於規疋之範圍内。 辟此i晶圓W之定位結束時，第1搬運單元61在多節

端自預對齊器25接受晶圓W後縮小多節臂I # W 97向方向M4伸長多節臂61 2之姿勢。於是，活門 裝置27之門？ 辟9H 動作，出入口 226及436打開，因此多節 臂612伸向第1拼# 1 47之上段彻π、載裴室42内部，將晶圓评裝載在晶圓棚架 腺曰pi w側或下段側。另外，如上述在打開活門裝置27 將晶圓W交从曰^ 、。曰曰®棚架47之前’形成於隔開壁434之開口 435，藉由活門驻 於第 展置46之門461關閉成為氣密狀態。

1搬運單元61之晶圓w之搬運過程，自裝設於迷 4小壤i兄裝置？ Π «V _L υ之機设22上之氣體供給單元231，有清淨 23 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 ♦ _ _^00年4月18曰修正替換頁 空氣成層流狀向下方，即流出作為下吹風，而可防止搬運 途中灰塵附著於晶圓w上面。第！搬運單元61周邊之空氣 之一部分係由排出裳置24之吸入管241所吸入而排出至機 殼22之外。此因供給單a 231所供給之空氣，例如約2〇 %主要為汚染空氣之故。剩餘之空氣經過設於機殼22底部 之回收管232所回收，再退回氣體供給單元以卜 當晶圓W經由第1搬運單元61裝載於第丨载裝室41 :之晶圓棚架47内時’活門裝置27關閉，使載裝室41 f閉。其次’對第1载裝室41内充填惰性氣體而驅離空· 氣’隨後此惰性氣體亦排出使载裝室41内成為真空氣氛。 第1載裝室41之真空氣氛為低真空度即可。 載裝室41内達某程度之真空度時，活門裝置46即作 動而打開由門461所密閉之出入口挪，其次，第2搬運 皁兀63之多節臂632延伸至第丨載裝室41内自晶圓承 受部47將！片晶圓W裝載於多節臂⑽前端上，或由裝設 於多節臂632前端之吸盤等夾持裝置夾持而接收。晶圓f 之接收結束時，多節臂632縮小，活門裝置46再作動並藉· 由門461關閉出入口 435。 再者，在活門裝置46打開前，多節臂632係成為可預 ，向晶圓棚架47方向N1伸長之姿勢’出入口 437、325 藉由活門裝置45之門452關閉，氣密阻止第2載裝室42 與操作室31之連通。當出人〇挪與出人口 43?、325關 閉’第2载震室42内係排氣為真空，較第1載裝室内 之真空具更高真空度。 315886修正本 24 1345054 去笛# jo 士人士 修正替換頁 :第2载裝至42於真空排氣之間， 之夕蜻臂632旋轉為可向摔作宕Ή 向伸長之位置。另一方：掉作作V二载物台裝置5。之方 ν占 、二乍至31内之載物台裝置5〇， Υ桌台52移動至與X桌台53 - rq ^ 义〒。線叉° 一 X。在通過第2搬 之轉動轴之X轴線Xl]iA致—致之位置，又，χ 桌口 53移動至最接近裝載機殼4〇之位 =之真空狀態略同於操作室31之真空狀態時第= 45之門452即作動而打開出人σ挪，奶， 632伸向操作室31内，使伴拉曰同 ^ ^ &使保持日日® #之多筇臂632前端接< .^ 之载物台裝置5〇，將晶圓W裝载於載物台 裝置50之裝载面551上。晶圓w之裝载結束時 632縮小，活門裝置45關閉出入口 43? 於載物台裝置5G’有對晶圓w加反偏壓電位（延遲電 ，Retarding potential)之機構。此係多節臂咖往載 物台裝置50取或放晶圓w時’藉由將多節臂咖與载物台 電位設為相同或接近，或料電位，賴免短路 '專問題之機構。再者，搬運晶圓w至載物台裝置^ 上時，施加於晶圓？之偏壓電位設為〇ff亦可。 控制偏壓電位時，亦可使晶圓w在搬運至載物台之間 之電位為Off *運至載物台而裝载之後成〇n再加偏壓電 位。外加偏壓電位之時機，可預先設定節拍時間（Tact Time)並日隨設該節拍時間外加。亦可藉檢測器檢測出载物台 上裝載晶圓乙事’以其檢測訊號作為觸發㈤緊）而外 加。又’亦可檢測出活門裝置45關閉出入口 437、325乙 315886修正本 25 1345054 I 10〇年4月18日修正替換] 事，以其檢測訊號作為觸發而外加。又，亦可於利用靜電 吸盤時，確認被靜電吸盤吸住乙事後，以其作為觸發而施 加偏壓電位。 第5圖係為對晶圓w外加反偏壓電位（延遲電位）而設 於載物台裝i 50之機構83。電位賦予機構83，係依據自 圓釋出之一-人電子資訊（二次電子發生率）為依賴晶圓 W之電位之事實，對裝载晶圓w之载物台之裝載面551外 力^數V之電位而控制二次電子之發生者。又，此電位賦予 機構83亦有使當初照射電子所具能量減速，以_至 500eV之照射電子能量照射晶圓w之用途。 機構83’係如第5圖所示，具備電性連接於 之㈣面551之電壓外加裝置83 u統（以下稱調查與決定系統）832。調杳鱼 決，系㈣2,係具備··電性連接於電子光學裝置7〇 :檢 測系統之後述圖像形成部76 «qq ^ on 〈孤視态833 ,連接於監視 器833之4呆作器834 ;及連接於 CPU835對電壓施加裝置83 ^. ϋ835。 / 供、5凡號。電位賦予機、才盖只q， =計成找出檢查對象之晶圓難以帶電之電位而可施加其 ，檢查晶圓W在電氣上之缺陷，本來電性絶緣 以及:、部分成通電狀態時，亦可利用其部分之不同電屬刀 其係首先’對晶圓W事先賦予電 。 之電壓，與本來電诖狳 來電性絶緣部分 ^ m ^ ^ 、，緣邛为之電壓但因某種原因成通電 狀態之科之電壓間發生電屋差，隨後藉由照射電= 315886修正本 26 134^054 第Wll5249號專利申請案 . I 100年4月18曰修正替換頁 、、’取得具有電壓差之數據，並解析此取得數據，檢測出 成為通電狀態之事實。 以上雖說明晶圓匣盒c内之晶圓w搬運至載物台裝置 上之動作，至於裝載在载物台裝置5〇完成處理之晶圓W， 自载物台裝置5G退回晶圓匿盒c内，則進行與上述相反之 動作。此外’為先裝載多數晶圓於晶圓棚架47，而以第2 搬運單元63在晶圓棚架47與載物台裝置5〇間搬運晶圓之 同時’可以第1搬運單元61在晶圓與晶圓棚架47 間搬運晶圓W,因此可有效進行檢查處理。 預充電單元81係如第1圖所示，在操作室Μ内裝設 於鄰接電子光學裝置70之鏡筒71。本檢查裝置係藉由對 傳感器對象之晶圓W照射電子束掃描，得以檢查形成於晶 圓W表面之裝置圖案等方式之裝置。因此，雖以電子束照 射所生二次電子等之資訊作為晶圓表面之資訊，但是，因 曰曰圓之材料、照射電子之能量等條件而晶圓表面會有帶 電，即會有充電情況。並且，晶圓表面亦有可能產生帶電 強處與帶電弱處。晶圓表面之帶電量如有不均時二次電丨 子資訊亦發生不均而無法獲得正確情報。於是，為防止此 不均，設置具電荷粒子照射部811之預充電單元81。在要 檢查之晶圓W之規定處照射檢查電子之前，為去除帶電不 均，自預充電單元81之電荷粒子照射部811照射電荷粒 子。此晶圓表面之充電，可預先形成檢查對象之晶圓面之 圖像’並藉由評定其圖像而檢測’依據其檢測結果使預充 電單元81動作。預充電單元81亦可打淡一次電子束照射。 315886修正本 27 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 第1圖所不缺陷檢查裝置1備有對齊^ 對齊制御裝置87係使用裁物：控制裝置87。该 學裝置70 Μ之裝置，Μ 8 將晶圓W對電子光 87i以較電子光學裝置 :用光學顯微鏡 卜進行gaiUMh’、、Μ 野觀察晶圓 用電子光制電子光學裝置70利 杳㈣率晶圓w之定位、焦距調整、檢 疋、圖案對齊等。如此，使用光學系統以低放大 ;;欢一晶圓W，係用以自動進行晶圓④之圖案檢查觀察 使用電子線之晶圓w之圖案錢行晶圓對齊時，需要能由 電子束容易檢測出對齊記號。 光學顯微鏡871最好以可移動狀裝設於主機殼32内， 使光學，微鏡871動作之光源（無圖示）亦裝設於主機殼犯 内。為高放大率觀察之電子光學系統，係電子光學裝置70 之電子光學系統，即共用一次光學系統701及二次光學系 統702。要低放大率觀察晶圓w上之被觀察點時，可將載 物台裝置50之X载物台53移向χ方向即能將晶圓之被觀 察點移動至光學顯微鏡87丨之視野内。由光學顯微鏡871 以廣視野辨認晶圓W，將應觀察之晶圓w上之位 置經過 CCD872顯示於監視器872，以大致決定觀察位置。此時， 光學顯微鏡871之放大率可由低放大率變化為高放大率。 其次’將載物台裝置5〇僅移動相當於電子光學裝置 70之光軸〇3-〇3 ’與光學顯微鏡871之光軸〇4_〇4之相當於 間隔（5 χ之距離’而將由光學顯微鏡871預先決定之晶圓w 上之被觀察點移動至電子光學裝置7〇之視野位置。此時， 28 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 · 10〇年4月18日修正替換頁 電子光學1置70之軸線“與餘 預先已知者，因此僅移動距㈣χ即可將被觀察點移動至 電子光學裝置70之辨認位置。再者，於此之說明，電子光 學襞置70與光學顯微鏡871雖係以僅沿X軸線之方向使兩 者偏移，但是亦可向X軸方向及¥轴方向偏移。在往電子 光學裝置70之辨認位置移動被觀察點結束後，藉由電子光 予裝置70之電子光學系統，以高放大率SEM照像被觀察點 而儲存圖像，或經過照像裝置予以監視顯示。 如此，藉由電子光學系統以高放大率將晶圓⑼之觀察# 點顯示於監視器之後，以公知方法將載物台裝置5〇之旋轉 桌54之對旋轉中心之晶圓W之旋轉方向之偏移，即，檢測 對電子光學系統之光軸〇3_〇3之晶圓w之旋轉方向之偏移 ，又檢測電子光學裝置70有關之規定圖案之X軸及γ 軸方向之偏移。依據如此所得之檢測值及另得之設於晶圓 W之檢查記號之數據或晶圓w之圖案形狀相關之數據，控 制載物台裝置50之動作而進行晶圓w之對齊。 息 9 根據以上說明，以下說明有關本發明之缺陷檢查裝置 所用電子光學裝置70之數種實施方式。 第7圖為第1圖之晶圓，即於半導體檢查裝置1之電 子光學裝置70之概略構成圖，使用此電子光學裝置70， 實施有關本發明之晶圓對位方法及以該方法檢測晶圓等之 缺陷之試驗樣品檢查方法。以下，參照第7圖至第9圖， 說明本發明有關之晶圓對位方法及使用該方法之試驗樣品 檢查方法之實施方式。 29 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 於第7圖，電子光學裝置7〇為映像投影型，係具備： 將電子鎗釋出之電子波束成型為楕圓形或矩形（例如長方 形）’所成型之電子波束照射於應檢查之晶片等晶圓w之表 面之一次電子光學系統（以下稱一次光學系統）72 ;將晶圓 w釋出之二次電子或反射電子沿不同於一次光學系統72之 光軸A之光軸B而引導之二次電子光學系統（以下稱二次光 學系統）74 ;及自二次光學系統74接受二次電子及反射電 子而形成晶圓W之光學映像，而將該光學映像變換為電氣 訊號之檢測系統76。 一次光學系統72係具備：具熱電子釋出陰極（1^仏陰 極）可釋出電子波束之電子鎗721 ;聚光電子波束之透鏡 722、723 ;將所聚光之電子波束成型為規定剖面形狀之電 子波束之成型開口 724 ;及偏向器725、726 ’而該等有如 第7圖所示，沿晶圓w之表面垂直方向成一定角度之光軸 0A卜以電子鎗721為最上面依序配置。一次光學系統更具 備：依電場與磁場正交處使電子波束對晶圓w向垂直方向 偏向，同時分離試驗樣品所發生之二次電子或反射電子之 EXB分離器727 ;及2個扁形對物透鏡728、729，此等係 沿試驗樣品表面垂直方向依序配置。 二次光學系統74,係將來自藉由EXB分離器727分離 之晶圓W之二次電子或反射電子沿著與晶圓w垂直之光軸 0A22引導向檢測系統76者，具備：將二次電子或反射電 子放大之扁形透鏡741 ;及放大透鏡742、743 ;及偏向器 744 、 745 。 315886修正本 30 1345054 _ 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 檢測系統 76 具備：MCP(Micro Channel Plate)761 ; 下面塗布閃爍物將二次電子或反射電子變換為光像之FOP (Fiber Optical Plate)762 ;光學透鏡 763 ;及 TDI 檢測 器784。再者，於第7圖，符號766為使MCP7761前面之 電場相同之網眼（Mesh)，如第7圖（b)所示。又，符號767 及768分別為使MCP761及F0P762之電場相同之網眼。檢 測系統76之各構成要素之構成及其動作為公知者，在此不 加說明。MCP761及TDI檢測器763構成上述圖像成型部 765。 · 於上述構成之電子光學裝置70,從電子鎗721釋出之 電子波束，在透鏡722、723聚焦，均匀照射於成型開口 724。成型開口 724、係成型成為：對來自電子鎗721之電 子波束之光軸0A1垂直之剖面形狀能成為矩形（例如長方 形），而且，如第8圖（a)所示Y方向具有512像素’ X方 向具有2048像素之視野V内照度強度為一定。 成型為矩形之電子波束，係通過偏向器724，藉由Ex鲁 B分離器727偏向對晶圓W表面垂直之方向’並藉由對物 透鏡728、729照射晶圓W上之視野V。因矩形之電子波束 照射而由晶圓W釋出之二次電子或反射電子’係於對物透 鏡729、728聚焦，成像於ExB分離器727之偏向主面而形 成放大像。所成像之二次電子或反射電子係以扁形透鏡 741、放大透鏡742，743之順序放大投射於檢測系統76。 投射於檢測系統76之二次電子或反射電子成像於MCP761 而放大，藉由閃爍物變換為光訊號而形成晶圓W之圖像。 31 315886修正本 第93115249號專利中請案 100年4月18日修正替換頁 ,lL m t 丄uu干乃18曰修正眢換 此圖像經過F0P76?禮私& — --- 2傳輸而藉由光學透鏡763縮小，並經由 tdi檢測器764檢測作為二維圖像。 7η二人’㈣於第7圖所示映像投影型之電子光學裝置 之第〗人光予系統74之放大率測量方法。為測量放大率 a n W方去為利用法拉弟杯（Faraday Cup)者，配置於裝載 掃描既° 50 一角落之法拉弟杯大小R，由電子波束 〇 A時之圖像相當於r像素時，可求得放大率為 it甘預知法拉弟杯等實際大小之構造物之圖像，而 因此1造物之像素數，即可獲知每—像素之實際大小， 因此而求得放大率。 測量放大率之另__古、土 & 7J. m _ 台移動距離之實際用雷射干擾儀測量載物 只丁、尺寸之方法，係以下列β至1之順序實 :二：：圖之桌台52、53、54及含保持器㈣置 W角落之切割線或晶圓W具特 等）R能進入電子光學系統之

(a)移動載物台，使晶圓 徵圖案（例如L字型或十字型 視野v内。（第8圖（a))。 ⑻對晶圓W上具特徵圖案R照射矩形波束（本例為 一形波束)’檢測來自晶圓w之二次電子或反射電子而求 一維圖像。 =)以雷射干擾儀讀取在上述順序（b)求得二維圖像時 之載物台座標（Xc、YC)並儲存。 ⑷將载物台在視野ν^χ方向僅移動一定距離，並 移動晶圓W上且特徵圖"(第8圖(b))，使上述獲得二維 315886修正本 32 第931152*19號專利尹請案 100年4月18日修正替換頁 圖像之特徵圖案R，能在視野V之端部觀察到。 软l(e)在移動載物台之位置進行如同㈤之操作，求得經 位置之特徵圖案R之二維圖像。 (Ο藉由雷射干擾儀讀取以（6)之方法獲得圖像時點之 載物台座標（Xf、Yf)並儲存。 (g) 於上述（b)之位置所得二維圖像之一部分，與上述 )之位置所得二維圖像作兩者之圖案匹配， X方向或Y方向之偏移CX像素、ΔΥ像素)。a像之 (h) 再者，於上述（c)所儲存之座標（Xc、Yc)與所儲 存之座標（Xf、Yf)兩者之差，算出（Xf-Xdnm或（Yf—Yc)nm。 (i) 自上述算出之數值，算出每像素之尺寸、（Xf-Xc)/ △X(nm/像素）或（Yf_Yc)/AY(nm/像素）。此每一像素之尺 寸即為放大放大率。 (J·)於上述（i)算出之每一像素尺寸儲存至記憶體。 (k)對晶圓w表面内之至少2處圖案，分別進行上述（a) 至（j)之操作，藉由分別取得之二維圖像間之圖案匹配而求 得放大率。 (1)由所得之放大率，將圖案之排列、載物台座標之旋 轉、圖案座標、圖案間之距離及與電子光學系統視野之關 係’以像素單位及實際尺寸單位明確進行對齊，使晶圓w 之X軸及Y軸方向與電子波束之方向一致。 以下舉具體對齊方法之例說明之。以上述（a)至（1)之 方法進行對齊後，由以下（m)至（q)之順序進行晶圓W之缺 陷檢查。 315886修正本 33 1345054 第93115249號專利申請案 1〇〇年4月18曰修正替換頁 l 「1乃丄〇 tn贫止管挟 (m)組合载物台之連續移動及/或電子波束之掃描，以 電子波束掃描晶圓W之被檢查面，自晶圓w發出之二次電 子或反射電子取得晶圓？被檢查面之圖案之二維圖:二 (η)將上述On)所得二維圖像分割為規定領域（晶胞領 域單位）並儲存至記憶體。 (0)反覆上述（in)及（n)之操作。 (Ρ)自上述分割為規定領域而儲存之二維圖像，在晶圓 W之被檢查面同-晶片内不同處，預測有相同圖案之領域 (晶胞fell)彼此間之二維圖像作比較（晶胞對晶胞檢 查）’具出缺陷候補。 (Q)於試驗樣品面之不同晶片，將預測有相同圖案之領 域與在操作（P)取得之任一二維圖像作比較（晶片對晶片 檢查）’以由上述候補缺陷判定缺陷。 於上述（1 )至（P) ’參照於上述（j )儲存於記憶體之每像 素之尺寸，以圖像比較而導出缺陷檢查結果。 在此，使用第9圖之（a)及⑹，說明於上述⑷之晶圓 表面之掃描。以-次載物台連續移動進行取得圖像之晶圓 w之領域稱為條帶（s t r 土 p) s τ，掃描晶圓w之被檢查面之方 ^ ’係有：如第9圖（a)所示，使矩形電子波束之長邊與條 帶ST之寬度相同（例如使電子波束之長邊符合於條帶灯 之X方向)’一面將載物台向γ方向連續移動而取得被檢查 面圖案之二維圖像之方法；及如第9圖㈦所示，使電子波 束之長邊與载物台連續移動之方向（Υ方向）-致’並以偏 向器725、726向X方向掃描條帶訂，而取得二維圖像之 315886修正本 34 1^054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 方去。後者方法係使電子波束之剖面縮小， 密度隨之變大，並可增大訊號之S/N比。再者吏藉皮 子波束之掃描同步，改變透鏡之激勵條件等二次光學系統 之光學參數，即可藉由偏向器控制二次電子或反射電子之 軌道朝向光軸B附近而減低偏差。 其次，說明可實施有關本發明對位方法及使用該方法 之缺陷檢查方法之半導體檢查裝置之多波束型電子光學裝 置7〇a。第10圖（a)為此多波束型電子光學裝置7〇a之構 成概略圖，第10圖（b)為在該裝置使用之多開口之平面圖。鲁 於第10圖（a)多波束型電子光學裝置7〇a，係具備： -人光學系統72a ;二次光學系統74a ;及檢測系統76a。 一次光學系統72a為將電子波束照射於晶圓w上之晶片等 圖案上之光學系統’係由釋出電子波束之電子鎗72la，與 夕數小孔排列成一維所形成之電子餘γ 2 1 a釋出之電子波 束分成多數電子波束（多波束）之多開口板722a ;將多數電 子波束聚焦之静電透鏡723a ;區劃NA開口之NA開口構件 724a ;將通過NA開口構件724a之電子波束加以縮小之静 電透鏡725a;静電偏向器726a; ExB分離器727a ;第1 静電對物透鏡728a ;偏向器729a、730a與第2靜電對物 透鏡731a。此等要素係如第1〇圖（a)所示，依序配置電子 鎗721a在最上部’配置成使自電子鎗72ia釋出之電子波 束之光軸P對晶圓W表面成垂直。 如第10圖（b)所示，多開口板722a為使在Y方向之間 隔互相成相等而形成多數小孔成一直線狀，由此，多開口 35 315886修正本 1345054 _ 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 板722a產生多數電子波束之互相最小間隔能保持為二次 光學系統之分解能以上之距離。 二次光學系統84a具備，在ExB分離器727a附近對光 軸0A1沿構成規定角度之光轴0A2所配置之靜電放大透鏡 741a與偏向器742a，將經過ExB分離器727a之二次電子 或反射電子引導至檢測系統76a。 檢測系統76a具備：具有與多開口板722a之各小孔對 應之通道之微通道板（MCP)761a;多陽極762a;電阻763a ; 含A/D變換器之圖像形成電路765a;及記憶體766a。如第® 11圖所示，多陽極762a為細長構造，形成自MCP761a釋 出之氣體能快速排出。各多陽極762a之一端部7621係固 定於陶磁基板7620，並以導線764a速接於電阻763a與圖 像形成電路765a。 以下說明上述構成之多波束型電子光學裝置70a之動 作。自單一電子鎗721a釋出之電子束係照射多開口板 722a。電子束通過形成於多開口板722a之多數小孔成為多籲 數電子波束（多波束）Μ。此等多數電孑波束’係以靜電透鏡 723a聚焦，於ΝΑ開口 724a形成交又（CrossoVer)。經交 叉之電子波束，係藉由静電透鏡725a、第1靜電對物透鏡 728a及第2静電對物透鏡731a縮小’對試驗樣品上照射 0. 1至0. 5 a m之多數電子波束。此時’各電子波束係以E xB分離器727a稍作偏向，並以第1靜電對物透鏡7283偏 向通過透鏡中心，又以偏向器729a偏向取得符號L1所示 執道。静電偏向器729a、730a係同時向X方向掃描電子波 315886修正本 36 1345054 第93115249號專利_請案 100年4月18日修正替換頁 束。 自晶圓W釋出之二次電子或放射電子係採取符號[2 所示之軌道’以ExB分離器727a偏向而入射於2次光學系 統74a ’沿光軸0A1進行。此時，二次電子群按每電子波 束聚焦’經第2靜電對物透鏡731a及第1静電對物透鏡 728a放大後’以ExB分離器727a偏向而入射於二次光學 系統74a，並藉由静電透鏡741a調整放大率，使各電子波 束之間隔與配置於MCP76la背後之多陽極762a之間隔一 致。再者，與在晶圓W上掃描一次電子波束同步，藉由偏_ 向器742a校正使經常於多陽極762a之前面成像（到此為與 申請專利範圍第7項之步驟（a)對應）。多陽極762a所吸收 之二次電子群係以電阻763a變換為電壓訊號，並以圖像形 成電路765放大經A/D變換而形成二維圖像，該二維圖像 儲存於記憶體766(步驟（b))。 此二維圖像具有於第丨領域（例如視野左端）所得之濃 度資訊，符號S卜S2、S3、及S4分別表示濃度為丨.0、〇. 7、 0.3、0.1之部分。 _ 其次，具有預測與上述步驟（b)輸入之領域相同圖案之 第2領域（例如光軸附近）之濃度資訊，例如第12圖右側所 不，形成二維圖像而輸入至另一記憶體（步驟c)。於第 圖付號Rl、R2、R3、及R4分別表示濃度為1. 2、〇. 9、〇. 5、 0 · 3之部分。 隨後，自記憶體讀取於上述步驟（b)所得圖像以及上述 步驟（C)所得圖像，進行該等間之濃度匹配7〇〇1，俾增減 315886修正本 37 1345054 第93115249號專利申請索 100年4月I8日修正替換頁' 一方圖像之濃度使兩圖像之平均濃度一致（步驟d)。例如 第12圖所示，m、R2、R3、及R4之濃度在匹配前為1.2、 0.9、0.5、0.3，分別變更為u、〇 7、〇·3、〇. }而可圖 案匹配7002。進行圖案匹配7002之結果，可得知左侧之 圖像向X方向移動5位址分。 再者，在平均濃度一致之圖像間進行圖案匹配，再算 出經圖案匹配之圖像之差，將有差異之處作為缺陷候補（步 驟e)。在圖案匹配後比較所有位址之濃度得以檢測缺陷 η 、 f2 。 _ 最後取得可預測與上述第丨及第2領域有相同圖案之 第3領域之二維圖像，而且，與上述第3領域之二維像以 及上述第1及第2之任一方進行濃度匹配，與上述步驟（e) 所得候補作比較，自缺陷候補決定缺陷（步驟f)〇如此進 行本發明之缺陷檢查方法。 於上述之缺陷檢查方法，電子束為向一軸方向投影之 波束間隔為等間隔，而且為與上述一軸成直角方向掃描上_ 述多數波束之多波束，將上述多波束電性掃描，一面向與 一軸平行方向連續移動試驗樣品台一面形成上述二維圖 像。又，於上述步驟（d)，上述濃度匹配亦可作成使雙方圖 像之隶低濃度一致而使偏移值（Of f set) 一致，隨後為使最 大值之濃度一致而調整增益（Gain)。 又，於多波束型電子光學裝置70,可測量掃描靈敏度 而加以調整。以下參照第13圖說明此程序。 (a)首先移動載物台，使晶圓w之一角落之切割線或 315886修正本 38 1345054 第93115249號專利_請案 1〇〇年4月18曰修正替換頁 晶圓W上具特徵圖案，能進入電子光學装置7〇之電子光學 系統之視野8200内。如第13圖（3)所示電子光學系統之視 野8200，在此實施方式時，χ方向為2〇48像素γ方向為 50像素之範圍。多數之電子波束Μ(例如5個電子波束）， 在視野8200内，如上述配置於以—次光學系統之光轴ρ 為中心之圓（第10圖（b)之單點鏈線所示）内，該等電子波 束之向Y方向投影之互相間隔成為相等。各電子波束可掃 描符號82〇1或8202所示2048像素χ1〇像素之小視野。晶 圓W設有可指定X方向之圖案位置與γ方向之圖案位置之# 具有點（P〇int)8203之特徵圖案82〇4,又為使此特徵圖案 8204能存在於視野8200内而移動载物台。 (b) 對晶圓W上特徵圖案8204照射多數電子波束，自 晶圓W檢測二次電子或反射電子’獲得二維圖像。 (c) 將（b)所獲得二維圖像時之載物台座標（Xc、Yc) 儲存於記憶體。 (d) 向X方向及γ方向移動载物台，使具特徵圖案 不致脱離1個電子波束分担之小視野82〇1、82〇2之程度（第攀 13 圖（b))。 曰（e)於移動後位置取得特徵圖案之二維圖像，儲存取 得該圖像時之载物台座標（Xe、 _ (f)於所得二維圖像及（e)所得二維圖像之中，對 3特徵圖案8204之二維圖像進行圖像匹配，算出2圖像之 X方向或Y方向之偏移（ΔΧ像素、Δγ像素）。 (g)算出於（c)所儲存之座標（Xc、Yc)，與（e)所儲存 315886修正本 39 1345054 第9311S249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 之座標（Xe、Ye)間之差、（Xe_Xc)nm&(Ye_Yc)nm。 (h)算出X方向之掃描靈敏度（Xe_Xc)/AX(nm/像素） 及γ方向之掃描靈敏度（Ye_Yc)/AY(nm/像素）。再者，掃 描靈敏度係為所表示圖像之丨像素在晶圓w具有多長之數 值。 (i)將（h)所算出之掃描靈敏度存放至記憶體。此掃描 靈敏度在以後進行之對齊為必要之數值。即，進行對齊以 消除晶圓W之偏移，需要將代表所顯示偏移之像素距離以 掃描靈敏度變換為晶圓W上之實際距離。 在上述（a)至（i)決定掃描靈敏度後，由下述順序進行 晶圓W之缺陷檢查。 (j) 於晶圓W之被檢查面内之至少2處，各別進行 至（e)之操作，對所得圖像進行圖像匹配，對載物台座標、 圖案座標及電子光學系統視野之關係作對齊工作。此時需 使用掃描靈敏度之正確值。經由此對齊後進行缺陷檢查。 (k) 一面將載物台向一軸方向連續移動，一面使電子 波束向他軸方向掃描，獲得晶圓w之被檢查面圖案之二維 圖像。 (1)於（k)所得二維圖像分割為規定領域分而加以儲 存0 (m)反覆操作（k)及（1)。 (η)自上述經分割為規定領域分而儲存之二維圖像， 將預測在被檢查面之同一晶片内有相同圖案之領域互相之 二維圖像作比較，算出缺陷候補。 315886修正本 40 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 ^ V 丄υυ千4月丄ϋ «修止 將預測在不同被檢杳面曰μ - 與於步^取得之任一 =圖^ 判定缺陷。 时作叫，自上述缺陷候補 而二參照⑴儲存於記憶體之掃描靈敏度 而作圖像比較。 杳# 圖為以抓概略表示有關本發明之缺陷檢 == 學裝置之第3實施方式之構成者。此第 ^施方式如同第7圖之第1實施方式，為單一波束方式 之掃描型電子光學裝置，與第10 盔尤兩夕叫實施方式不同處 為不而多開Π板722a及多陽極7咖（第 =束方式掃描型電子光學裝置，其多波束方:裝夺置： 檢測系、统76b為替換成自PIN二極體或閃燦器 制加⑴伽）與光電倍增器（Ph—Ultipl°ier)所成之 檢亦有所不同。再者，於第14圖，與第10圖所 不構目同構成要素者，賦予同—符合並省略其說明。 於第7圖及第14圖所示單一波束方式之電子光學裝置 70b’係由单-波束檢測—像素分之資訊因此具有只要能 檢測出相當於晶圓W之被檢查面所產生之二次電子b 訊號強度，即可作成簡易檢測系統之優點。 在此’說明使用第10圖及第Η圖所示電子光學置 70之缺陷檢查裝置所實施有關本發明圖案檢 二 實施方式。 一 :了缺陷檢查，對形成多數晶粒之晶圓等之基板照射 电子束’取付其被檢查面之圖案圖像時，則取得之圖像在 315886修正本 干q月18日修正替換 响上各晶粒亦應照設計排列。但是，如前所述，實際上 起因於移動載物台之載物台導件會有彎歪，或微影製程發 生曝光誤差等，導致所形成之圖像上之晶粒排列與晶圓丄 之：粒排列會有所差異。此時，對圖像比較之缺陷檢測會 有衫響，因此為取得各晶粒之排列要與晶圓上之排列相等 之圖像，需要以電子光學系統之偏向器校正電子束之偏向 方向或偏向量為佳。 為實施上述校正，需要取得作為圖像比較基準用之格 ，。即’需要取得作為圖像比較基準用之「目標格拇」。目 t格柵可為設計上之CAD數據，亦可為測量實際基板上之 晶粒位置而運算求得。後者之利用實際基板上之晶粒時， 為產生目標格柵’需檢測試驗樣品上之晶粒之X軸方向及 Y軸方向之間距，並計算所檢出間距之平均值，求得假想 目標格栅。又，利用CAD數據時亦視需要作同樣運算 用如此求得之假想目標格柵進行缺陷檢查。 、實際上，大多情況下，各晶片係形成等間隔格栅。以 下以一般例而言，各晶粒形成等間隔格柵時，即，目標格 柵為等間隔格栅時，以晶圓1〇〇1之平面圖之第15圖具體 說明有關本發明圖案缺陷檢查方法之一之實施方式。如第 15圖所示，於晶圓1〇01表面有多數晶粒1〇〇4(第15圖之 例形成15個晶粒），沿互相正交之χ轴及γ轴規則排列。 在進行各晶粒1004之缺陷檢查時，期望排列晶粒1〇〇4之 座標系統與缺陷檢查裝置之座標為正確一致為佳。但是實 際上，裝载晶圓1001於載物台時，排列晶粒1〇〇4之座標 315886修正本 42 1345054 _ 第93115249號專利申請案 ’ 100年4月18曰修正替換頁 系統與缺陷檢查裝置之座標系統之間會產生旋轉方向之偏 移（誤差）之情形。又’在晶圓1001上形成圖案之微影製 程’可能相較於設計值會產生數10至數l〇〇nm程度之偏 移。如以有關本發明之圖案缺陷檢查方法，則在此等情形 下亦可進行正確之缺陷檢查。以下說明有關本發明圖案缺 陷檢查方法之具體方法。 首先’以光學顯微鏡或電子顯微鏡實施檢測假想間距 之步驟。於此步驟係以使用裝設於缺陷檢查裝置之光學顯 微鏡或電子顯微鏡，自廣範圍低放大率至狹範圍高放大率Φ 之分為數階段檢測間距為佳。具體而言，係將試驗樣品之 放大圖像上鄰接之晶粒互相之間距（例如於第15圖與鄰接 B曰片對應之角落a、b間之距離Pi)，利用切割線1 〇〇 5、1 〇〇6 作檢測。由此求得X軸方向之晶粒間距。至於¥軸方向亦 以同法檢測鄰接晶粒間距。 此外，僅是鄰接晶粒之間距仍會有與實際間距大不相 同之情形，為提高精度，亦可檢測晶粒互相離開之間距， 而求得檢測間距之平均值。此平均值之處理容後再說明。· 又，替代檢測鄰接晶粒互相之實際間距，利用設計上之以D 數據等作為基準之數據以求得間距亦可。又，為求得晶粒 之間距雖利用晶粒之切割線，但並不受限於此。例如，口 要選擇晶粒内之規定圖案，不致於在同一視野内^ 圖案匹配之類似圖案存在附近之具特徵之圖案，即可如同 刀[線之If形同樣檢測出晶片間距。此特徵圖案之選擇， 例如可依據晶粒之圖案數據進行。 315886修正本 43 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 等門二 的等間隔袼柵^ Z間隔格栅」晶粒係在x轴方向或Y轴方向均排列成等間 又’該等間隔袼栅之x輔與Y轴-般均正確正交二:: =等間隔格柵」係利用如上述所檢測u軸方向 方向之假想的間距而產生。於此實施方式’如第15圖所 不，晶粒為於γ軸方向較長之長方形，因此「假相的等門 ::柵」: 系為γ軸方向之間距較乂軸方向為長之格栅。如 生之「假想的等間隔格栅」，其目標係將實際形成為不 等間隔之晶粒重新排列成等間隔，或起因於 之製作誤差而於檢查圖像產生晶粒之偏移等作校正；= 1格栅。因此，實際之晶粒位置與「假想的等間隔格拇」 之晶粒位置，會有稍偏移之情形。 第16圖為X軸方向之間距ρχ，γ軸方向之間距py之 「假想的等間隔格栅」目示。再者’「假想的等間隔格拇_ 亦可為如第17圖所示之平行四邊形。 其人說明檢測日日圓上之各晶片之位置座標之步驟。晶 粒之位置座標之檢測。係使用電子束，藉由可標出分別與 X軸及Y軸平行之切割線1005、1006之直線作記號之記號 檢測而進行。應檢測之切割線1 005、1006，於第15圖（B) 之例為存在於各別晶粒1 〇 〇 4之左侧及下側。 藉由此記號檢測求得晶粒10〇4之X軸方向之直線 l〇〇5a及Y軸方向之直線1〇〇6a時，即由此等直線1〇〇5&、 1006a之父點檢測出晶粒1 〇〇4之角落位置座標（例如晶粒 1004左下之角落）。以此檢測之各晶粒1004之角落位置座 44 3Γ5886修正本 1345054 乐yj_ii5249號專利_請案 標值係儲存於規定之記憶體 -正替換頁 里产诚 己隱體再者’各晶粒1004之角落位 置座，亦可就晶圓i 〇〇1上之 斤有日曰粒求得，或對約半數 之晶片檢測，至於所餘之日物目丨 ▲丄^ 斤餘之a曰粒則利用附近晶片之位置座桿 计昇而内挿（Interp〇lati〇n)亦可。 知 在此’參照第19圖說明上述内挿法之-例。於第18 圖移動載物台之載物台導件其X轴與Y軸未正確正交時， 即進行如下内挿。即，晶片D。及D2左下角之座標(x"y。） 及（X2、y2)假定為預先由實測求得，而求出晶粒Di左下角 之f標（X,、yi)。如上述載物台導件之χ軸與γ軸未正確 正交時需加以校正，因此可適用線形演算之内挿。於是， 於第18圖可預測晶粒Dl係位於晶粒…與之正中間，因 此 Χι 及 yi 可 s十算為 Xl = (XG+ Χ2)+2、y1 = (y()+y2)+2。又， 由於複合原因產生偏移之晶粒位置座標如以内挿法求取， 可利用多項式。例如以二次之多項式（y=ax2+bx+c)為内 掃式時’如有（XlQ、y1D)、（X2。、y2G)、（Χ3。、y3G)3 處之實測 值’則可求得變數a、b、c，並藉此可引出内挿式。 其次，依據產生之「假想的等間隔格柵」與晶圓上之 各晶粒之位置座標，算出於「假想的等間隔格柵」對各晶 粒之晶圓上之各晶粒1004之位置誤差。第16圖為說明於 微影製程中晶粒形成偏移時之概念圖，其以虚線表示「假 想的專間隔格棚」’各晶粒以實線之長方形表示。為算出上 述位置誤差，首先，需將所產生之「假想的等間隔格栅」 之座標系統與晶圓上之晶粒之座標系統在任一位置上相對 應。第16圖為左下方之晶粒1004與「假想的等間隔格拇」 315886修正本 45 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 相對9個曰曰粒中’中央之晶粒丨〇〇4b相對「假想的等間 隔格栅」在X軸方向及γ軸方向分別僅有Δχ、〇之偏移。 上述位置誤差為，「假想的等間隔格柵」與偏移之晶粒 相對應之位置座標之差，於第16圖算出基準座標（X。、y。） 與中央之晶粒l〇〇4b之座標(Xl、y丨)算出位置誤差Δχ、△ y °所算/之位置誤差Δχ、Ay係儲存於規定之記憶體。 其-人進行實際之缺陷檢查。在缺陷檢查時，係對晶 粒：〇〇4表面照射電子束而掃描，檢測自晶粒1〇〇4釋出之 一人電子群並加以圖像化而進行缺陷檢查。此時，晶圓籲 1001係裝載於載物台而移動預先設定之路徑，因此如不加 任何校正’掃描產生偏移之晶粒1004b時，則所得圖像亦 將產生偏移。 為消除此，自6己憶體讀出如上述求得晶粒之位置誤差 =x、Ay，進行電子束偏向校正以使此位置誤差為零。即， 板正電子束之偏向方向或偏向量，用以對自m+h、 yi = y。+ △ y求得之位置照射電子束。 又，不使用記憶體，自晶粒之位置校正（^。、心）、# (△Xl、Ayi)、（ΔΧ2、Δ^)由多項式+ c 求得變數a、b、c，隨掃描位置計算而求偏向校正量亦可。 此偏向校正係使用電子光學系統之偏向器而進行。例 如’以第10圖之電子光學裝置7〇a為例，藉由偏向器 729a、730a校正電子束之照射位置，同時以偏向器Μ% 校正對MCm2a投射之電子之位置。如此，對應產生位置 誤差之晶粒進行電子束M之偏向校正，所有晶粒之圖像將 315886修正本 46 1345054 第9311524 9號專利_請案 100年4月18日修正替換頁 成為配置於「假想的等間隔袼柵」。 X軸方向之偏移，除如上述於微影製程產生之固定者 之夕，载物台導件（無圖示）如有變形時 二载物台移動時亦會產生偏移。载物台導件二; 二1動會與Y軸不正確平行，而會稍偏向X軸方向。 於疋，係以雷射干擾儀經經常監視载 :此載物台實際位置與設定上之载物台位置=藉Γ 為向器权正電子束之偏向量使此差為零為佳。 片丄有關校正γ軸方向之偏移，於微影製程所產生晶 2移，可如同上述校正χ軸方向之偏移之校正方法。 台所產生與理論值之偏移，可如下校 统每1像素以10°Mhz之時脈頻率動作，則 〇像素//^之速度掃描晶圓。實際上，以電子 非整體晶粒照射電子束，而是將晶粒分割為、 /帶」说叫），於第15圖之⑴Μ錢數字== =。條帶刚2之X軸方向寬度，係如後述設定於2〇48 :’因此向X方向掃描條帶剛2每i次需2〇48“s。 婦描開始與結束合計耗時9 52 //s時，則條帶ι〇 方向掃描！次所需之時間共計3〇”。而就在此時間内向丫 轴方向進行掃描1像素分（O.UnO，因此要連續掃描睥夕 ，向之載物台速度成為。.一 "=3.3=。時如之 *以載物台之γ轴方向之平均速度作為該值，算出 與載物台之理論上之位置之關係’而將算出結果存放於:己 47 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 憶體。另一方，載物台之實際位置係利用雷射干擾儀經常 監視。因此，比較上述計算上之載物台位置，與實際之載 物台位置，可檢測出載物台速度不均，而檢測因載物台γ 軸方向之速度不均所導致之偏移時，為去除此偏移而對電 子光學系統之偏向器回饋（Feedback)或前饋 (FeedforWard)。 如此，求得「假想的等間隔格柵」，晶圓上之各晶粒之 位置座標被校正後，實施缺陷判定.為判定缺陷，首先自 所得圖像中，抽出預測含有同一圖案之多數領域之圖像。, 例如抽出於第15圖（A)所示多數條帶1〇〇2之圖像。其次， 互相比較抽出之圖像，圖像彼此未正確一致時即可判定有 缺陷。具體判定方法容後詳述。 進行如上說明之校正，可產生正確領域之圖像，因此 作晶胞（cel 1)對晶胞或晶粒對晶粒之圖像比較時，只要作 成±2像素為止之偏移圖像，則可作充分高精度之缺陷檢 查。 在此，說明檢測晶粒間距方法之變形例。此時，首先* 檢測晶圓1001中心領域之晶粒1〇〇4間距。例如，檢測第 10圖（A)之角S a、b間之間隔。以此間隔作為第i間距A。 繼之，以規定整數將第1間距匕作整數倍，其結果作為第 2間距P”例如將第！間距倍’成為^彳ρι。'繼 之’選擇離開所求得第2間距p2較近距離之2個晶片，並 檢測此等晶粒互相之間距而將其作為第3間距p”於第U 圖⑷中點c、d間之距離即為第3間距p3。將此第3間距 315886修正本 48 1345054 第93115249號專利f請案 100年4月18曰修正替換頁 η 、. ，、，，·— 工〇〇年4月18曰修正替才 之整數作相除，求得 軸方向及¥軸方向進行，可求得兩轴方向之晶 =二TPy(參照第16圖)。由如此處理，可求得更接 近實際晶粒之值PX& Py。 ^此，兹詳述晶粒之條帶分割。如前述，於實際之缺 檢查，係將各別晶粒刪假想分割為與γ軸平行之多數 條帶1002、1003。此條帶將成為進行缺陷檢查時之由電子 束Ε進行X軸方向掃描之單位。丨條條帶之χ軸方向之寬 度’例如設定為2048像素’假設！像素相當於晶圓上之 l〇〇nm(0.11#m>^，條帶之寬度則為 2〇4 8^^。 晶粒刪之X軸方向之尺寸，並不限於條帶寬度 2〇4·8μ„!之整數倍，但亦可設定條帶1〇〇2之寬度俾使條 帶寬度之整數倍成為晶粒刪之χ軸方向之寬度，或將最 後之條帶測設為狭窄寬度者。但是，晶粒之分割為條帶 時’所有晶粒10 0 4之相同位置之圖t，需使其包含於盘相 對應之同條帶。 在此，詳述先前所提及之缺陷判定。如上述缺陷判定 時，需比較不同晶粒1004互相對應之條帶1〇〇2彼此之圖 像。此係無缺陷時，可預測與其對應之條帶會含互相相同 之圖案，而有缺陷時比較結果會產生不一致所致。 •於第15圖（A)，比較同-晶圓上之互相鄰接之晶粒之 條帶1002之彼此圖案，以進行缺陷檢測時，連續移動载物 台向Y軸方向，可連續觀察被比較之2個圖案，而能以短 時間内完成晶圓整面之檢查。 315886修正本 49 第9311%4 9號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 以其他缺陷檢測方法而言，例如使^^ 此係自含於條帶觀内產生圖案之⑽資訊，藉由計算產 生同於條▼ 1GG2所含之圖案以在記憶體上作為基準圖 像’以此基準圖像與晶圓上之圖案（於第為條帶 1 002之圖像）作比較而求得其差而檢測缺陷者。 比較2個晶粒之彼此圖案之方法，係在檢查晶圓整面 時’可對相鄰之晶粒連續檢查晶圓上之晶粒之相同圖案而 縮短檢查時間。相對的，自CAD資訊與基準圖像比較;方 法，係包含：將CAD資訊之向量數據（Vect〇r如“）變換# 為圖像數據之光栅數據（Raster Data)儲存於記憶體而產 生基準圖像之步驟；於被檢查圖像可預測與基準圖像間之 差，但非缺陷部分例如圖案之角落部為防止誤檢測而作圖 像變換反映於基準圖像之步驟；將基準圖像之濃度在自晶 圓取得被檢查圖像時變換為可預測濃度之步驟；及使基準 圖像與自晶圓取得之被檢查圖像之位置一致之步驟。無論 何種缺陷檢查方法’雖均能檢測圖案之形狀缺陷及檢測微 粒（PMide)，不過’因使用電子束取得晶圓上之圖像，罾 故亦獲有電壓對比資訊而可檢測電性缺陷。 以上說明之圖案缺陷檢查方法，在已說明之第7圖所 不實施方式之電子光學裝置7〇，或第19圖所示採用其他 方式之電子光學系統之備有電子光學裝置之缺陷檢查裝置 亦可施行。 第19圖（A)為以70c概略表示本發明之缺陷檢查裝置 所用電子鮮裝置之第4種實施方式之構成圖，電子光學 50 315886修正本 1345054 第93115249號專利t請案 100年4月18日修正替換頁 裝置70c係採用多光軸多波束方式之電子光學系統。電子 光學裝置70c係具備：電子鎗1〇61 ;多開口板1〇62;聚光 透鏡1063 ;對物透鏡1065 ; ExB分離器1064 ;二次電子像 放大透鏡14067 ; MCP1068 ;及多陽極1069，此等構成構件 要素在一直線上多數組對晶圓1〇66配置。其結果，各組之 一次光學系統之光軸即設定於不同晶粒所對應之條帶之相 同位置。 對物透鏡1065與陽極i〇61a所代表之一次光學系統之 光學零件，如第19圖（B)所示，在熱膨脹係數值約為零之籲 一片陶磁基板上，設多數個作為光轴之孔，藉由定位孔 (Knock Hole)定位，用以構成多數光學要素。對物透鏡 1065在電極孔1〇72之内邊及光軸之附近加以選擇性金屬 塗層防止帶電’同時在各電極孔1Q72之周圍成為可分別施 加獨立電壓。 如第19圖（C)所示，對陽極1061a，用於亦可在各陽 極孔1074周邊施行金屬塗層，並施加獨立電壓，因此陽極 電流可按個別陽極孔調整。此等陽極孔1〇74之間隔，係設· 定成與晶圓1066上之晶粒之X軸方向之間距之整數倍正確 一致’因此通過各陽極孔之電子束可檢查不同晶粒所對應 之條帶之相同位置。又，陽極則^設成在通過晶圓1〇66 中心之軸周圍旋轉而可調整位置。起因於載物台之移動速 度之不均之位置誤差’《晶片之偏移等誤I，可如同本發 明第1實施方式及第2實施方式之說明同樣算出時，即對 偏向器1075及ExB分離器1〇64内之静電偏向部1〇76進行 315886修正本 51 1345054 第9311524 9號專利中請案 | 100年4月18日修正替換頁 貝杈正，此結果，經常可得形成不同晶粒之相同圖案之 領域之一維圖像。即使發生波束位置移動之其他原因之位 置偏移’由於將事先取得之圖像作±2像素為止向X轴方向 及Y秘方向偏移之圖像24片、及無偏移之圖像1片合計為 25片之圖像，和取得之圖像作逐次比較，故不會不發 題。 ^第20圖為以70(1顯示本發明之缺陷檢查裝置所用電子 光學裝置之第5種實施方式之構成之概略圖，檢查對象之 試驗樣品係透過電子之圖罩（stencilmask)。以下將第2〇 { ffi之缺檢查裝置之構成’連同該裝置可行之檢查方法作 說月於第20圖，從具備LaB6製陰極1081、維納爾電極 (Welnelt/Grid)l〇82及陽極1083之電子鎗1〇84沿軸2釋 出電子束。所釋出之電子束係照射於長方形之成形開口 1085，藉由此開口 1085 ’在與軸z垂直之剖面之形狀成形 為長方形。通過成形開口 1〇85成形為長方形之電子束，係 由聚焦透鏡1086聚焦在να開口 1〇87形成交疊點。通過 ΝΑ開口 1087之電子束係由照射透鏡1〇88，在被檢查遮罩 之圖罩10 8 9形成長方形像而照射。 又’圖罩1089之周邊部由靜電吸盤1〇9〇吸住固定於 載物台1091。為經常測量載物台1〇91之位置，設置具備 固定鏡1092、移動鏡1〇93、固定半反射鏡1〇94、雷射振 盪器1095及雷射接受器ι〇96之雷射測長儀，並使移動鏡 1093隨載物台1091之移動而移動。由此，雷射測長儀， 係依據雷射振盪器1095發出之雷射光在固定鏡1〇92反射 52 315886修正本 第93115249號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 退=到雷射接受器1 096之時間，與雷射振盪器1〇95發出 之雷射光在移動鏡1093反射退回到雷射接受器1〇96之時 ，兩者之差，求得載物台1〇91之位置者。利用此測量結果 二精度測定載物台1091之位置而進行圖罩1089之圖像重 合（Registration)。對此容後再說明。 如此，電子鎗1〇84放出之電子束，透過圖罩1〇89在 對物透鏡1097主面成像而放大，再經2段放大透鏡1〇98、 1099放大入射於閃爍器11〇〇。閃爍器丨1〇〇將入射之電子 束變換為所對應之光像，經變換之光像成像於光學透鏡鲁 1101後，藉由TD1檢測器1102變換為電氣訊號。藉由處 理此電氣訊號，可取得圖罩1 089之一之被檢查領域之二維 圖像。 以上處理係一面自電子餘放出電子束，同時單方 向移動載物台1091對圖罩1 089之一行被檢查領域。其次， 移動載物台1091，對其相鄰之行之被檢查領域照射電子束 而自TD1檢測器11〇2取得二維圖像。以後反覆相同方法取 得被檢查領域整域之二維圖像，如此依序處理取得之二維 圖像’即可進行圖罩1089之缺陷檢查。 在此，說明圖罩1089之圖像重合。為施行圖像重合， 首先將圖罩1089上有明顯間隔之2個圖案放入同一視野内 取得二維圖像。如此取得二維圖像後，測量圖罩1〇89之被 檢查領域出現於二維圖像時之放大率而儲存。利用該儲存 之放大率，與上述間隔，與在此間隔内存在之像素數，算 出於圖罩1089之1個像素之尺寸α (nm/像素）、並儲存之。 315886修正本 53 第93115249號專利中請案 100年4月18日修正替換^ 其次，銘叙# & , L100年4月18日修正氣 處圖宏夕動載物。1091，取得圖罩1^

乂圖案之二維圖傻 jZ

取得二維圖料之熟、’上述雷㈣長制量於分別 得之台1091之位置並儲存。結果，由取 ::維圖像，與各別载物台之位置，與上 正確決定圖罩1〇89之姿 了 T 重合。 女势及/、基準位置。如此即完成圖像 、車姨據如此决定之圖像重合，沿圖罩1 089之圖案單方向 載物Mocn 由TDI檢測器1102,藉由將隨 口 之移動所取得之圖像訊號對載物台1091之移 ::向積分，即可取得經改善S/N比之二維圖像。如此完 $被檢查領域之掃描時，即繼續其相鄰行之同様掃描 =得二維圖像。TDI檢測器UG2將取得之二維圖像，與 二子於電腦記憶體(無圖示)之參照圖案作比較，而可檢查 存在於圖罩1089之圖案缺陷。 — 如上說明，於本發明第5實施方式，在圖像重合之前， 使用上述方法所得i個像素之尺寸α，因此，即使放大率 I動亦可進行正確圖像重合。再者，放大率變動超出容許 值以上時，可由放大透鏡1098、1099之伸縮動作將放大率 調整配合於容許值亦可。 ^第21圖為以^仏顯示本發明之缺陷檢查裝置所用電子 光學裝置之第6實施方式之構成概略圖。於該圖，檢查對 象為非透過性之晶圓。以下就第6實施方式之構成與在此 裝置所實行之檢查方法一併作說明。於第21圖，以空間電 荷限制條件使熱電子釋出陰極動作之電子鎗丨i j所放出之 54 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 電子束’係沿一次光學系統之光軸112所排列之聚焦透鏡 113、照射透鏡114、波束成形開口（無圖示）及να開口（無 圖示）成形為長方形而進入Εχβ分離器1115。在此，電子 束之進行方向彎曲成自光軸Π12垂直朝向晶圓1116之方 向’並通過由第1對物透鏡1117及第2對物透鏡1118所 構成之對物透鏡偶極子（Doublet)而照射晶圓mg。如同 第20圖晶圓Π16係固定於載物台（無圖示），載物台之位 置係藉由雷射測長儀（無圖示）所觀測。 因電子束照射而自晶圓1116發生之二次電子，係由第鲁 1對物透鏡1117、第2對物透鏡1118及3個放大透鏡 1119、1120、Π21所成之映像投影光學系統放大。經此放 大之電子束’由對電子束具露敏度之TDI檢測器1122所檢 測，變換為對應之電氣訊號。此電氣訊號係供給至圖像形 成電路1123’形成與自晶圓1116發生之二次電子對應之 二維圖像。此二維圖像係儲存於圖案記憶體1124。 茲說明自晶圓111Θ之整體被檢查領域取得二維圖像。 於第22圖，假設以二次光學系統之光軸丨125為2軸，以 與z軸垂直而與第21圖之紙面平行為χ轴，以與此等z 軸與X軸垂直取y軸之座標形，則電子鎗llu放出之電子 束如上述成形為長方形，在晶圓1116之面上，對y軸方向 照射細長之長方形領域1131(第22圖（A)之斜線部分）。此 領域1131隨偏向器1126、1127使電子束偏向，向χ軸方 向移動相當於形成於晶圓1U6之圖案之條帶寬度丨丨犯之 距離。由此，晶圓1116面之於χ軸方向較長之=域（稱為 315886修正本 55 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 X-3- ^ » 1〇〇年4月18曰修正替換' 野）1133即被掃描，同時晶圓1166隨同載物台向y =向連^移動。如此，晶圓1116之—條帶在x、y方向被 兮：，气掃描’取得晶圓1116發生之二次電子像而完成 °、W之掃描。其次，向x方向僅移動載物自1條帶寬度 以進行下一條帶之掃描，取得圖像。 由於晶圓1116之表面未必平坦，因此本發明之第6 實施方式’係在取得圖像之前，先測量試驗樣品面之對焦 條件而儲存之。為測量此對焦條件，例如觀測晶圓1116 表面之濃度分布。因此，如第22圖（幻所示，在晶圓ιιΐ6 φ 面内，取知包含適當圖案1134之掃描視野1135之圖像， 測f X軸方向之濃度分布。其結果，例如第22圖⑹所示 測知辰度分布1136。於是，算出濃度自12%升至88%之 掃描視野1135之距離Δχ。此距離Δχ之計算，需在每改 變施加電壓至對物透鏡1118時進行，如第22圖（1))所 示，計算△又與V48之關係之曲線1137，求得其曲線1137 能為最小值之對物透鏡Π18之電壓值να (rain) ^如此， 求得與一掃描視野對應之電壓值。對晶圓1116之被檢查領 域整體施行如此處理，求得與各掃描視野以及與其對應之 電壓值V48(mii〇。 丨 其次，與第20圖說明同樣程序，進行晶圓1116之重 合。首先’將試驗樣品上有明顯間隔之2個圖案放入同一 視野内取得二維圖像。如此取得二維圖像後，測量晶圓 1116之被檢查領域出現於二維圖像時之放大率而儲存。利 用該儲存之放大率，與上述間隔’與在此間隔内存在之像 315886修正本 56 素數，算出於晶圓 儲存之。 第93115249號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 1116之1個像素之尺(nm/像素）並 一八移動载物台取得晶圓1116上不同2處之圖案之 維圖像同時，藉由上述雷射測長機測量於取得各別二 =圖像時之载物台位置賴存。此結果，自取得之二維圖 ^別載物台之位置、與上述尺寸α ’正確決定晶圓1116 之安及其基準位置。如此完成圖像重合。 為進行圖像重纟，使用上述方法求得之一像素之尺寸 因此放大率變動時亦可進行正確之圖像重合。再者， 放大率移動超出容許值以上時，亦可使放大透鏡 1120、 121作伸縮動作，使放大率配合容許值。 依據如此決定之圖像重合，沿晶圓1116之圖案向單方 向連續移動載物台’同時藉由TDI檢測器1122將隨載物台 之移動取得之圖像訊號向載物台移動方向積分，而取得經 。N比之一維圖像。如此完成一行被檢查領域之掃描 後，=鄰行進行同樣掃描取得二維圖像。TDI檢測器ιΐ22 將取得之二維圖像與儲存於電腦記憶體（無圖示）之參照圖 比較，而檢查存在於晶圓1116圖案之缺陷。如此在取 得阳圓1116之二維圖像時，於各掃描視野，即，於载物台 之各位置’對物透鏡1118之激勵電壓設定於就該位置先求 得之屯壓值V48(min)。由此，使映像光學系統之透鏡之條 件與對焦條件一致，而可取得二維圖像。 一再者，本發明之第5實施方式與第6實施方式，並不 X限於以上之說明。例如，於第21圖所示構成之有關電子 57 315886修正本 第931152忉號專利申請索 _年4月，修正 置二，明由如晶圓之非透過性試驗樣品心二維 圖像時’ ^使透鏡與難條件-狀 樣品為如圖罩之读## 土 # _ 疋 5式驗 之電子光…： 使用如第20圖所示構成 件一致。^進订關方法，而可設定透鏡與對焦條 一於此’以第23圖說明晶圓檢查製程之檢查順序。 而《使用電子束之缺陷檢查裝置較昂貴，同時處理能力 亦較其他製程裝置為低，因此目現係在最需要檢查之重要 製程（例如韻到、成膜 '或⑽（化學機械研磨）平坦化處理# 等）之後’或在佈線製程之最微細佈線製程部分，即，利用 ;佈，裝程之自1至2製程及前製程之閘極佈線製程等。 =檢查之晶圓經過大氣搬運系統及真空搬運系統，在 超精密X-Y載物台上對位後，由靜電吸盤機構等固定，隨 後’如第23圖之方法進行缺陷檢查。首先由光學顯微鏡， 視需要確認各晶片之位置，及各場所之高度檢查而儲存（步 驟1141)。光學顯微鏡另取得其他欲看見缺陷等處之光學 顯微鏡像，用於與電子束像之比較等。其次，應晶圓之種· 類（在某製程後，晶圓尺寸為2〇〇mm或3〇〇mm等）將處理程 式（Recipe)資訊輸入於裝置（步驟1142)，以下進行指定檢 查場所、設定電子光學系統（步驟1143)、設定檢查條件（步 驟1144)等之後，進行圖像取得之同時，通常係實時 (Real-time)進行缺陷檢查。晶胞（Cell)互相間之比較、晶 片比較#，係由備有决算法（A1 g〇r i thm )之高速資訊處理系 統進行檢查，視需要對CRT等輸出結果，或儲存至記憶體。 315886修正本 58 100年4月18曰修正替換頁 缺陷有粒子缺陷、形狀異常（圖案缺陷）、及電性（佈線 孔等之斷線及導通不良等）缺陷，可將此等區分或可自 類缺陷之大小或致命缺陷（晶片無法使用之重 ή )。電氣缺陷之檢測可由檢测對比異常而達成。例 =不良處，藉由電子束照射(約500ev)則通常由於為 f-，但對比降低故可與正常處有所區別。 ㈣之電子束照射機構，通常除檢查用之電子束照射 =外，另指用以突顯因電位差之對比所設之低電位(低 =鱼電子束產生機構（熱電子產生、ϋν/光電子）。在對檢 :(能查:電子束之前，先產生·照射此低電 月匕里）之電子束。猎由照射檢查用電子束而 Ζ映像投影方式時，視不同規格而無需另備低電位： 子束產生機構。又，對晶圓等試驗樣品相對之基準電位， 2把加正或負電位等引起之對比差異（因元件之順向或 ==動之難易所致)之不同而檢測缺陷。亦可利用於 線寬測置裝置及配合精密度測量。 藉由電子束檢查晶圓等試驗樣品，係依第24圖所示其讓 :::進行。首先，於步驟115卜由搬運機構將晶圓搬二 口上。通常受檢查之晶圓以每多數片（例 輕盒保持器内，從其Μ次取"或同時取多數片)收載為 =陷檢查裝置之載物台上，但是缺陷檢查裝置係裝設= 態之機殼内，因此自g盒保持器取出被檢查晶圓’ 再將完成裝载於载物台之作業及檢查之晶圓自機殼取 作業’需要有連繫大氣與真空間之界面裝置。由是，在投 3158¾修正本 59 丄 丄 % 93115249 100年4月18曰修正替換頁 入晶圓時，自匣各伴拄哭免 丨刷年❿8日！^ 淨後搬入至載裝；内：土之晶圓係於迷你環境裝置清 此晶圓搬入至载裝室内過活門與機殼連結，因 為真空時，活門即打開 ^至内抽成真空。載裝室内 晶圓自載物台取出排出於二至二=相連’完成檢查之 室搬運至機殼裝載於載物台1\同時應檢查之晶圓自錢 t，於步驟1152進行對齊(Alignment)操作， :片圓：疋立：晶圓自《室裝載於載物台日夺，通常晶圓之 與載物台移動方向或電子束之掃描方 ° '. 於疋，為對晶圓之晶粒進行正確檢查，首先， ==圓之晶粒之轴與載物台之移動方向或與電子束 声值:°致’將晶圓在载物台上旋轉以校正晶粒之角 度偏移。此操作即稱為對齊。 在步驟1152之對齊操作I，進行制作、設定有關檢杳

I ::…程式(―之步驟跡被檢查= 而種處理私式，但是為因應多數之檢查條件，亦有對 -片被檢查晶圓存在多數處理程式之情形。又，有多數片 2圖案之被檢查晶圓時，以一種處理程式檢查多數晶圓 =可。用過去制作之處理程式檢查時，在檢 需制作處理程式。 I”、 ^繼之，於步驟1154,檢查動作係按照處理程式（recipe) 記载之條件依序實行並檢查晶圓。排除缺陷則在缺陷動作 令發現缺陷即時進行’排除之缺陷係於步驟1155中分類， 排除缺陷之位置等f訊連同分類f訊及缺陷圖像館存，亦 315886修正本 60 第93115249號專利中請案 收h, · 10〇年4月18曰修正替換頁 =排除缺陷之位置等缺陷資訊顯示於操作圖面上（步驟 、）如此元成晶圓檢查時，將其晶圓退出（步驟1157)， 運 *1 a fsi ^ 曰曰圓，再反覆上述一連串動作。再者，路徑1158 =依過去制作之處理程式檢查時，表示在檢查動作之前無 需制作處理程式之情形。 於第24圖，檢查動作（步驟1154)係按處理程式記載 ，條件，依序進行晶圓之檢查。檢查退出係在檢查動作中 母發現缺陷即時進行，與以下a)至c)之動作幾乎並行進 行。 丨 ♦ a)進行缺陷分類（步驟1155)，將缺陷排除資訊及缺 陷分類資訊，追加在結果輸出檔案。 b) 將排除缺陷圖像追加於圖像專用結果輸出檔或追加 於a)之結果輸出檔（步驟1156)。 c) 將排除缺陷之位置等缺陷資訊顯示於操作晝面上。 依被檢查aa圓為早位完成檢查時’大致並列進行以下 a)至c)之動作。 a) 關閉結果輸出檔案儲存之。 < b) 來自外部之通信要求檢查結果時，送出檢查結果。 c) 將晶圓退出。 如s又疋連續檢查晶圓時，搬運下1片被檢查晶圓，並 反覆上述一連串動作。 以下’再詳述第24圖之流程。 (1)制作處理裎式（步驟1153) 處理程式係指檢查有關之條件等之設定檔案而可加以 61 315886修正本 第93115249號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 進行裝置設定 保存。在檢查時或檢查前可使用處理程式 然記載於處理程式之檢查相關條件係指， a)檢查對象晶粒 b) 晶粒内部檢查領域 c) 檢查演算法 d) 檢查條件（檢查靈敏度等，排除缺陷必需之條件） e) 觀察條件（放大率，彡鏡電壓，載物台速度，檢查 順序等觀察所需之條件）等。有關〇檢查演算法，容後呈— 體詳述。 ，、 其中檢查對象晶粒之設定，係如第25圖所示，對顯示 於操作晝面之晶粒圖面，操作M指定要檢查之晶粒。於第 24圖之例，在晶圓端面之晶粒a，將前製程明顯判定為不 良之晶粒遮蓋掉（Gray〇ut)而自檢查對象削除，剩餘者作為 檢查對象晶粒。又有根據自晶圓端面之距離及前製程所檢 測之晶粒良否資訊，具有可自動指定檢查晶粒之功能。 又，晶粒内部之檢查領域之設定，如第25圖所示，對 顯不於操作圖面之晶粒内部檢查領域設定圖面，由操作員 根據使用光學顯微鏡或EB顯微鏡取得之圖像，以滑鼠等輸 入機器指定檢查領域。於第26圖之例係設定實線指示之領 域1161與虚線指示之領域116 2。 領域1161係將晶粒之幾乎整體作為設定領域。檢查演 算法係採鄰接比較法（晶粒_晶粒檢查），而對此領域之檢測 條件、觀察條件之詳細另行設定。領域丨丨62之檢查演算法 採陣列（Array)檢查，而對此領域之檢查條件，觀察條件之 62 315886修正本 1345054 钱知3 S π — 1 [_ 100年4月工8曰修正替換頁 ^ δ又疋之。即’可設定多數檢查領域，而且，檢查領 有條件⑤定分職有之檢查演算法及檢查靈敏度。 ^檢查領域亦可使之重疊’亦有可能對相同領域同時處 理不同檢查演算法。 (2)檢查動作（步驟1154) 檢查係對被檢查晶圓如第27圖細分為某一掃描寬度 ::掃描。掃描寬度大致以線傳感器之長度決定，但是線 傳感器之端部設定成稍重疊。此係將檢測之缺陷在最後作 統合處理時用以判斷各線間之連續性，及作比較檢查時用# 以確保圖像對齊的餘裕。重叠量為對2048像點之許可量約 掃描方向及程序之模式係如第28圖（Α)、（β)所示。操 作員可選擇如_以縮短檢查時間之雙方向動作Α及受機 械限制之單方向動作Β之任―方。另具備，對於以處理程 式之铋查對象晶片設定為依據而減低掃描量之動作，作自 動計算而檢查之功能。第29圖顯示檢查晶粒1171為單片 時之掃描例，未作無謂之掃描。 以本裝置進行檢查之演算法，大致區分為： 1. 陣列檢查（晶胞檢查） 2. 隨機檢查（晶粒檢查） 之2種，而隨機檢查依比較對象再可區分為 a) 鄰接晶粒比較法（晶粒-晶粒檢查） b) 基準晶片比較法（晶粒-任何晶粒檢查） c) CAD數據比較法（CAD數據-任何晶粒檢查） 315886修正本 63 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 一般稱黄金樣板（Golden Template)方式之方式，係包 含b)基準晶粒比較法與c)CAD數據比較法，於基準晶粒比 較法係以基準晶粒為黄金樣板’而於Cad晶粒比較法則以 CAD數據為黄金樣板。以下說明各演算法之動作。 (1)陣列檢查（晶胞檢查） 陣列檢查適用於周期構造之檢查。DRAM晶胞等即為其 一例。檢查係作為基準之參照圖像與被檢查圖像進行比 較，將其差分作為缺陷而排除。參照圖像與被檢查圖像， 可為二值化圖像或可為能提高檢測精度之多值圖像。參照φ 圖像與被仏查圖像之差分可直接作為檢測之缺陷處理，更 可將檢測差分之差分量或有差分之像素之合計面積等差分 資訊為依據，以判定用以防止誤檢測之二次性判定。 於陣列檢查，參照圖像與被檢查圖像之比較係以構造 周期單位進行。即，可一面讀取以CCD等総括取得之圖像， ，時以1構造周期單位比較，如參照圖像為n個構造周期 單位時，可以η個構造周期單位同時作比較。 參照圖像之產生方法之一例如第3〇圖所示，在此係說· 明以1構造周期單位比較之例，因此顯示產生】構造周期 单位。亦可以同様方法將周期數設為η。前提為第3〇圖之 檢查方向為箭頭Α之方向。又，設周期t4為被檢查周期。 周期之大小係由操作員一面看著圖像而輸入，因此，於第 30圖中容易識別周期彷至t6。 參照周期圖像，係於各像素加算被檢查周期之前之周 期tjt3並加以平均所產生。即使Μ。之任—方有缺 315886 修 JL 本 64 1345054 第93115249號專利申請案 年4月18日修正替換頁 陷亦因經平均處理而影響較少。將此形成之參照周期圖像 與被檢查周期t4之圖像作比較而排除缺陷。 其次’檢查被檢查周期h之圖像時，將周期乜至u 加算平均而產生參照周期圖像。以下同樣由取 期圖像以前所得之圖像，產生被檢查周期圖像以使檢查繼 續。 一 (2)隨機檢查（晶粒檢查） 隨機檢查係不受限於晶粒之構造均可適用。檢查係將 作為基準之參照圖像與被檢查圖像作比較，並以其差分為 缺陷而排除。參照圖像與被檢查圖像，係可為二值化=像 或可為能提高檢測精度之多值圖像。參照圖像與被檢查圖 像之差分可直接作為檢測之缺陷處理，更可將檢測差分之 差分量或有差分之像素之合計面積等差分資訊為依據，以 判定防止誤檢測之二次性判定。 隨機檢查可依求得參照圖像之方法而分類。以下說明 各求得方法之動作。 A· 鄰接晶粒比較法（晶粒-晶粒檢查） 參照圖像為與被檢查圖像鄰接之晶粒。與被檢查圖像 相鄰接之2個晶粒作比較而判定缺陷。此方法如第31圖與 第32圖所示，為使圖像處理裴置之記憶體1181與記憶體 U82能連接於自照像機1183之路徑1184而在設定開關 1185、開關1186之狀況下，具有下列心至丨）之步驟。 a)隨掃描方向S將晶粒圖像ι(第31圖）自路徑U84 儲存於記憶體1181之步驟。 315886修正本 65 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁' b) 將晶粒圖像2自路徑1184儲存於記憶體ιΐ82之步 驟。 c) 與上述b)同時，一面自路徑1187取得晶粒圖像2、 同時以取得之晶粒圖像2,肖儲存於在晶粒之相對位置相 同之記憶體1181之圖像數據作比較而求得差分之步驟。 d) 保存上述c)之差分之步驟。 e) 將晶粒圖像3自路徑1184儲存於記憶體1181之步 驟。 與上述e)同時一面自路徑1187取得圖像3，同時_ 以取得之晶粒圖像3，與儲存於在晶粒之相對位置相同之 記憶體1182之圖像數據作比較求得差分之步驟。 S)保存上述f)之差分之步驟。 h)由上述d)與g)保存之結果，判定晶粒圖像2之缺 陷之步驟。 、 〇以下，於連續之晶粒，反覆3)至幻之步驟。 視設定之不同，在上述c)、f)求取差分之前校正以 使欲比較之2圖像之位置成無差異狀（位置對齊），或校正· 使其濃度無差狀（濃度對齊），或對其雙方均作處理亦可。 B.基準晶粒比較法（晶粒—任何晶粒檢查） 曰由操作員指定基準晶粒。基準晶粒為存在於晶圓上之 曰曰片或在檢查前保存之晶粒圖像，首先掃描基準晶粒或轉 輸以將圖像保存於記憶體作為參照圖像。以下一面參照第 31圖及第32圖說明此方法進行之a)至h)步驟。 a)操作員自被檢查晶圓之晶粒選擇基準晶粒，或自檢 315886修正本 66 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 查前保存之晶粒圖像選擇基準晶粒之步驟。 b)如基準晶粒存在於被檢查晶圓時，為使圖像處理裝 置之記憶體1181之或記憶體1182之至少一方能連接於自 照像機1183之路徑1184，而設定開關1185、開關ι186 之步驟。 c) 基準晶粒為檢查前保存之晶片圖像時，為使圖像處 理裝置之記憶體1181或記憶體1182中之至少一方能連接 於自保存晶粒圖像之參照圖像之記憶體1188之路徑 1189 ’而設定開關1185、開關1186之步驟。 d) 如基準晶粒存在於被檢查晶圓時，掃描基準晶片， 將基準晶粒圖像之參照圖像轉輸至圖像處理裝置之記悚體 之步驟。 e) 基準晶粒為檢查前保存之晶粒圖像時，無需掃#， 將基準晶粒圖像之參照圖像轉輸至圖像處理裝置之記憶體 之步驟。 〜

Ο將依序掃描被檢查圖像所得之圖像，與傳輸作為某 準晶粒圖像參照圖像之記憶體之圖像’與在晶粒之相對^ 置相同之圖像數據等作比較，求得其差分之步驟。 g)自上述f)所得之差分判定缺陷之步驟。 h)以下，連續如第34圖所示，就整體晶圓檢查基 晶粒之掃描位置、與被檢查晶粒之相同部分 | " 一甶變更 準晶粒之掃描位置直到檢查整體晶片，同時反覆上述 g)之步驟。 視不同設定’於上述f)求得差分之前校正俾使欲比較 315886修正本 67 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 之2圖像無位置差（位置對齊）。式 - 卞、 ％ )次权正至無濃度差（濃度對 背）。或作雙方之處理亦可。 於上述步驟d)或e)，儲存於圖像處理裝置之記憶體之 基準晶粒圖像，可為所有基準日日日粒或基準絲之_部分， 如以基準晶粒之一部分作 為基準晶粒圖像時，則-面更新基準晶粒之一部分並 進行檢查。 C. CAD數據比較法（CAD數據—任何晶粒檢查） ^於第35圖所示半導體製程中，由CAD之半導體圖案設· 计製程之輸出之CAD數據作成參照圖像，並作為基準圖 像基準圖像可為整體晶粒，或為包含檢查部分之一部分 者。 此CAD數據通常為向量數據（Vect〇rdata)，需要變換 為與由掃描動作所得之圖像數據（raster data)等效之光、 柵數據方能使用作為參照圖像。由是，雖將CAD數據之向 量數據變換為光柵數據，但是，此變換係在檢查時，以掃 描被檢查晶粒所得之圖像掃描寬度之單位進行。此時，對 掃描被檢查晶粒預定可得之圖像與在晶粒之相對位置相同 之圖像數據進行變換。檢查掃^與變換作業係交互重疊進 行。 上述向量數據變換為光栅數據之作業需要附加上下列 至少其一功能。 a) 光柵數據之多值化功能， b) 就有關上述a)依檢查裝置之靈敏度設定多值化之 68 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 灰階加權與偏移之功能， C)將向量數據變換為光柵數據後，進行膨脹、收縮等 像素加工之圖像處理功能。 於第32圖’依CAD數據比較法之檢查步驟，係包含以 下a)至f)之步驟。 a) 以電腦1190變換CAD數據為光柵數據，而且，由 上述付加機能產生參照圖像儲存於記憶體1188之步驟。 b) 為使圖像處理裝置之記憶體1181或記憶體1182 之至v方連接於來自記憶體1188之路徑1184，而設定鲁 開關1185、開關1186之步驟。 c) 將》己憶體1188之參照圖像轉輸至圖像處理裝置之 記憶體之步驟。 > d)依序掃描被檢查圖像所得之圖像，與轉送參照圖像 ，記憶體之圖像，與在晶粒相對位置相同之圖像數據作比 較’求得差分之步驟。 e) 由上述d)所得差分判定缺陷之步驟。 f) 以下，連續如第34圖所示，以基準晶粒之掃描位 置為參照圖像就整體晶圓檢查被檢查晶粒之相同部分，一 面變更基準晶粒之掃描位置直到檢查整體晶片，同時反覆 上述a)至e)之步驟。 視不同設定，‘於上述d)求得差分之前，校正要比較之 2圖像不致有位置差（位置對齊）〇 ^ 次权正至無濃度差（濃度 對背）。或作雙方之處理亦可。 於上述步驟c)，儲存於圖像虛理壯 口诼慝理裝置之記憶體之基準 315886修正本 69 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 晶粒圖像’可為所有基準晶粒或基準晶片之一部分，如以 基準晶片之一部分作為基準晶粒圖像時，可一面更新基準 晶片之一部份並檢查。 (3)焦距映射（focus mapping) ^^焦功能之基本流程如第3 6圖所示。首先，在包含對 齊動作（步驟1202)之晶圓搬運（步驟12〇ι)之後，製作設定 檢查相關條件等之處理程式（步驟12〇3)。此處理程式中之 1具有焦距映射處理程式，依照所設定之焦距資訊於自動 聚焦狀態下進行檢查動作及復查動作（步驟12〇4)。隨後，鲁 退出晶圓（步驟1205)。以下說明焦距映射處理程式之制作 程序與自動聚焦之動作程序。 1.焦距映射處理程式之制作程序 焦距映射處理程式具備獨立輸入晝面，操作員以實施 a)至c)之步驟制作處理程式。 =由第37圖之位置選擇開關如，輸入焦距值4 :及晶粒内之圖案等、輸人焦距映射座標之步驟。 (另外，距值時所需要之収晶片圖案之步驟 < =自動測量焦距值時，此步驟可去除）。 值之步 ^驟免定於上述W所決定之焦距映射座標之最佳焦距

設定為摔作二t述步驟β) ’操作員可指定任意晶粒，亦可 〇又疋為操作貝選擇所 J 可選擇將晶圓内之晶二二個之晶粒。X ’操作員 作為輸人畫面。S纟列表現為模式圖或使用實際圖像 315886修正本 70 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 於上述步驟C)，操作員對最佳焦距值之設定，可如第 37圖之手動開關i 213用手動、用連同於焦距用電極之電 壓值之焦距開關1212、或以自動開關1214自動選擇•設 定。 2· 焦距值自動測量程序 於上述步驟c)之自動求得焦距值之程序之一例包含： a) 如第38圖所示’求得焦距位置ζ=ι之圖像，計算 其對比之步驟， b) 於Z=2、3、4亦進行上述步驟&)之步驟 籲 c) 由上述步驟a)、…所得之對比值使之回歸，求得 對比函數之步驟 d) 计求得使對比函數為最大值之z，以此設為最佳 焦距值之步驟。 例如，以自動測量焦距值時所需之晶片圖案而言，選 擇如第39圖所示之線與間隔時即可獲得良好結果。對比只 要有黑白圖案即無關形狀均可測量。 進行上述心至⑺即可求得！點最佳焦距值。此時之數· =為（X、γ、z)，係求取焦距座標χγ與最佳焦距值z 2 ’即存在㈣、距映射處理程式所決定之焦距映射座 si射檔案Υ。Ζ)°此為焦距映射處理程式之—部，稱為焦距 根據焦距映射 3·自動聚焦之程序 於取得圖像之檢查動作及復查動作時， 處理程式設定最佳焦距之方法如次： 315886修生本 71 1345054 日修正替換: 首先，以制作焦距映射處理程式時所^ 檔案1為依據，再細分位置資訊，計算求得此時之最佳焦 距，再制作經細分之焦距映射檔案2。此計算係由内挿函、、 數進行，而内挿函數則以線性内挿或曲線内挿等在制作焦 距映射處理程式時由操作員指定。其次，監視載物台之灯 位置，以將焦距用電極之電壓變更為適合於現在之χγ位置 之記載於焦距映射檔案2之焦距值。 再具體說明，於第40圖之（Α)至（C)設黑圓為焦距映射 檔案1之焦距值，白圓為焦距映射檔案2之焦距值，則於_ 焦距映射檔案之焦距值之間，由焦距映射檔案之焦距值作 内挿，並隨掃描變化焦距位置之Ζ座標以維持最佳焦距。 此時’焦距映射檔案（白圓所示）之間，保持前值直到下次 變更之位置。 第41圖為使用本發明之缺陷檢查裝置之製造線之一 例。於檢查裝置1221受檢查之晶圓之批號、經由製造之製 造裝置經歷等資訊，由備於SMIF或F0UP1222之記憶體讀 取’或藉由讀取SMIF、FOUP或晶圓匣盒之id號碼而辨識 其批號。 缺陷檢查裝置1221可與生產線之網絡系統連接，經過 此網絡系統1223可對控制生產線之生產線控制電腦 1224、各製造裝置1225及其他檢查裝置，傳輸被檢查物晶 圓之批號等資訊與其檢查結果。於製造裝置包含：微影法 相關裝置，例如曝光裝置、塗布機，硬化裝置、顯影機等， 或蝕刻裝置，濺塗裝置及CVD裝置等之成膜裝置、CMP裝 72 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 m 100年4月18日修正替換頁 置，各種測量裝置、及其他檢查裝置等。1 - 於晶圓之檢查，以分解能量之觀點而言，似以使電子 f對晶圓衝突’檢測自晶圓放出之電子而得表面之圖像為 宜。因此至此主要以晶圓放出之二次電子、反射電子後方 散射電子為中心舉例說明。但是所檢測之電子，只要能獲 得基板表面之資訊者均可，例如，在基板附近形成反電場， 而對基板不直接衝突，在基板附近反射之鏡電子（廣義亦可 稱反射電子），或為透過基板之透過電子亦可。尤其是使用 鏡電子時，電子並不直接與試驗樣品衝突，而少有受充電# 影響之優點。 利用鏡電子時，對晶圓施加較加速電壓為低之負電 位，於晶圓附近形成反電場。此負電位係以設定為在晶圓 表面附近大部分電子束返回之值為佳。具體而言，只要設 定為較電子鎗之加速電壓低〇.5至1(^以上之低電位即 可。例如以本發明而言，加速電壓為_4kv時，對於試驗樣 品之施加電壓係以設定為_4. 0005kv至4〇〇5〇k V較佳。更 佳為-4. 0005kV至-40020 k V，再理想則設定為_4· 〇〇〇5kv 至-4.OlOkV。 以利用透過電子而言，將加速電壓設定為_4kv時，則 對晶圓之施加電壓為〇至—4kV，最好為〇至—3· 9kv，更好 設定在0至-3. 5kV。亦可利用光線或X線。此係充分適用 於本發明之缺陷檢查裝置之對齊、二次系統、晶粒比較等。 於本發明之缺陷檢查裝置所檢測之電子或二次波束， 只要獲得試驗樣品表面之資訊者則任意均可，不僅包括對 315886修正本 73 1345054 第93115249號專利中請案 100年4月I8日修正替換頁 試驗樣品衝突一次電子波束所得之二次電子、反射電子（亦 稱鏡電子）、後方散射電子’亦包含對試驗樣品附近加反電 場，不必對試驗樣品衝突一次電子波束，而在試驗樣品附 近反射之反射電子。再者，一次電子波束不僅是電子亦可 是光線。一次波束為光線時，二次波束亦為光線，而UV 光線則是二次波束為電子。 以上說明之本發明之缺陷檢查裝置，係以例如使用於 第42圖及第43圖之半導體裝置製造方法之檢查製程為有 效。以下參照第42圖及第43圖說明半導體裝置製造方法。· 第42圖所示製造方法包含以下各主製程，而各主製程 包含數個副製程。 (1) 製造晶圓P12(或準備試驗樣品）之製程pll， (2) 製造曝光所用遮罩（部分遮罩reticle)p22之遮罩 製造製程（或準備遮罩之遮罩準備製程汗以， (3) 進行晶圓P12所需之加工處理之晶圓處理製程 P13， (4) 將a曰圓P12形成之晶片（chip)p15予以個別切割而 作為可動作之晶片組裝製程（chip assembHng)pi4， (5) 檢查於晶片組裝製程pi4所製之晶片pi5，將檢查 合格之晶片作為製品P17之晶片檢查製程pi6。 ，在此等主製程中，對半導體裝置性能有絶對性影響之 主製程為晶圓處理製程P13。此製程係將所設計之電路圖 案在晶圓上依序疊層，多數形成作為記憶體或MPU動作之 晶片。晶圓處理製程P13包含以下製程。 315886修正本 74 1345054 第S3115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 . 、 | …亍q月18日修正营換 等） 成作為I緣層之介電f薄臈’或形成作為佈線部 或電極部之金屬薄膜之薄膜形成製程（使用CVD或藏鍍 b) 使薄膜層或晶圓基板氧化之氧化製程， c) 用以選擇性加工薄膜層戎a 得朕層或日日囡基板等而使用遮罩 (部分遮罩）P22以形成抗蝕圖案之微影製程p23， d) 離子•雜質摻雜•擴散製程， e) 抗蝕劑剥離製程，

f)檢查再加工之晶圓之檢查製程。 再者，晶圓處理製程P13僅反覆實施所需層數，製造 按設計動作之製品（半導體裝置）ρι 7。 在第42圖之晶圓處理製程pi3中，核心為微影製程 P23，第43圖為微影製程P23所實施之製程。即，微影 程P23包含： ⑷在前段製程形成電路圖案之晶圓上，塗布抗钱劑 之抗蝕劑塗布製程P31， (b) 使抗蝕劑曝光之曝光製程p32， 鲁 (c) 顯影經曝光之抗蝕劑，獲得抗蝕圖案之顯影製程 P33 » 、王 (d)用以穩定經顯影之抗蝕圖案之退火製程卩34。 以上說明之半導體裝置製造製程、晶圓處理製程 及微影製程P23。 為公知者，對該等製程省略詳細說明。 使用本發明之缺陷檢查裝置在晶片檢查製程pi6進行 315886修正本 75 1345054 Z9i11S249號專利申免 缺陷檢查時，具微細圖案之半導體裝^ 好之檢查，不僅可全數檢查，亦可提====良 陷製品之出廠。 ‘口良率而防止缺 [產業上之利用] 如^詳述本發明之若干實施方式，即可獲 如下之優異效果： 知月有 於進行位置校正使各晶粒沿等間隔格拇配置並 夂因此即使襄載試驗樣品之载物台不按照設 夺或各晶粒不照設計位置形成時，亦能適舍 m良好地檢查圖案，例如，為取得圖像而掃：電子 ΐ又驗樣品照射時藉由偏向器校正為適當位 方散射電品放出之電子(即二次電子、反射電子、後 ==子、透過電子等)亦同様由偏向器所校正，因此可 正確形成所期望領域之圖像，且可使所產生之圖案配置於 的等間隔格柵，改善欠陷檢查之精密度。〃 (= 在圖像重合或圖像取得之前，對被檢查領域之全域 電焦二件，配合其對焦條件變更對物透鏡之激勵 可得解于二維圖像’因此即使試驗樣品面有凹凸亦 之缺陷檢查有益。而對圖罩或试驗樣品等試驗樣品 查，完成後進賴驗樣品之缺陷檢 待高良品率。因此於半導體裝置之製造製程可期 【圖式簡單說明】 315886修正本 76 1345054 —一_ 第93115249號專利申請案 · 100年4月18日修正替換頁 第1圖係有關本發明之缺陷檢查裝置之主要構成要素 之立面圖。 第2圖係有關本發明之缺陷檢查裝置之主要構成要素 之正面圖。 第3圖係有關本發明之缺陷檢查裝置之小型環境裝置 之構成圖。 第4圖係有關本發明之缺陷檢查裝置之載裝機殼 (loader honsing)之構成圖 〇 第5圖係有關本發明之缺陷檢查裝置之電位施加機構_ 圖。 第6圖係顯示第1圖所示缺陷檢查裝置之電子波束校 正（calibration)機構之概略構成圖。 第7圖（a)為顯示能實施有關本發明對位方法，及使用 該方法之缺陷檢查方法之試驗樣品檢查裝置之映像投影型 電子光學裝置之概略圖，（b)為顯示使電場相同之網眼模式 圖。 第8圖（a)為於第7圖之電子光學裝置之電子光學系統鲁 之視野與晶圓上具特徵之圖案之圖，（b)為使電子光學系統 之視野移動規定距離，而使晶圓上具特徵之圖案在視野内 移動之狀態圖。 第9圖（a)為於第7圖之電子光學裝置，獲得晶圓面之 圖案之二維圖像之-方法之圖，⑻為於第7圖之電子光學 裝置’獲得晶圓面之圖案之二維圖像之另—方法之圖。 第10圖⑷為可實施有關本發明之對位方法及使用該 315886修正本 77 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 方法之缺陷檢查方法之於第1圖之半導體檢查裝置之多波 束型電子光學裝置之概略圖，（b)為在此所用多開口之平面 圖。 第11圖係於第10圖所示電子光學裝置使用多陽極之 概略圖。 第12圖係一維圖像之激度調整說明圖。 第13圖（a)為使用第1〇圖之電子光學裝置進行缺陷檢 查時之電子光學系統視野之範圍’表示多數電子波束之配 置及晶圓上具特徵圖案之圖，（b)為將電子光學系統之視野鲁 僅移動規定距離，使晶圓上具特徵之圖案在視野内移動之 狀態圖。 第14圖係採科波束方式之電子光學裝置之有關本 發明缺陷檢查裝置之晶片之第3實施方式概略圖。 第15圖係用以說明業者由第1〇圖及帛14圖所示缺陷 檢查裝置所作檢查晶圓之圖，⑴為晶圓整體圖，⑻為晶 圓上之晶片之一部分放大圖。 第16圖係說明假想性等間隔格栅，與晶片在微影製程· 所產生晶粒之偏移之平面圖。 第17圖係說明假想性等間隔格栅與晶片之偏移之另 一例之平面圖。 第18圖係說明晶粒位置座標之内掉圖。 第19圖係（A)採用多光軸多波束方式之電子光學裴置 =關本發明㈣之試驗樣品檢查裝置之第4實施^概 圖’⑻為⑴所示放大透鏡之平面圖’⑹為⑷所示陽 315886修正本 78 1345054 第93115249號專利申請案 __ 100年4月18日修正替換頁 極之平面圖。 -- 第20圖係試驗樣品在透過電子束時之有關本發明之 缺陷檢查裝置之第5實施方式概略圖。 第21圖係試驗樣品在不透過電子束時之有關本發明 有關之缺陷檢查裝置之第6實施方式概略圖。 第22圖（A)至（D)為第21圖所示缺陷檢查裝置之動作 說明圖。 第23圖係說明半導體裝置製造方法之檢查順序之圖。 第24圖係說明半導體裝置製造方法之檢查順序之基_ 本流程圖。 第25圖係設定檢查對象晶粒之圖。 第26圖係說明設定晶粒内部之檢查領域之圖。 第27圖係說明半導體裝置製造方法之檢查順序之圖。 第28圖係（A)及（B)為說明半導體裝置製造方法之檢 查順序之圖。 第29圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 檢查晶片為1個時之掃描例之圖。 第30圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 參照圖像之產生方法之圖。 第31圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 鄰接晶片比較方法之圖。 第32圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 實施鄰接晶粒比較方法之系統構成之圖。 第33圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 79 315886修正本 1345054 基準晶粒比較方法之圖。 裝置製造方法之檢查順序中 第34圖係說明於半導體 基準晶粒比較方法之圖。 第35圖係說明於半導體裴置製造方法之檢查順序中 基準晶粒比較方法之圖。 第36圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 焦距定位之圖。 第37圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 焦距定位之圖。 第38圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 焦距定位之圖。 第39圖係說明於半導體裝置製造方法之檢查順序中 焦距定位之圖。 第40圖說明（A)至（C)為於半導體裝置製造方法之檢 查順序中焦距定位之圖。 第41圖係將有關本發明之缺陷檢查裝置連接於製造泰 線之實施方式圖。 第42圖係採用有關本發明之缺陷檢查裝置之半導體 裝置製造製程之流程圖。 圖之微影製程之流程圖。 2 控制裝置 1001 晶圓 1003 條帶 80 315886修正本 第43圖係顯示第42 【主要元件符號說明】 1 試驗樣品檢查裝置 10 晶圓匣盒保持器 1002條帶 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 1004 晶粒 1004b 晶粒 1005、 1006切割線 1005a 直線 1006a 直線 1061 電子鎗 1061a 陽極 1062 多開口板 1063 聚光透鏡 1065 對物透鏡 1064 ExB分離器 1065 對物透鏡 1066 晶圓 1068 MCP 1069 多陽極 1072 電極孔 1074 陽極孔 1075 偏向器 1081 陰極 1082 維納爾電極（Welnelt/Grid) 1083 陽極 1084 電子鎗 1085 成形開口 1086 聚焦透鏡 1087 NA開口 1088 照射透鏡 1089 圖罩 1090 靜電吸盤 1091 載物台 1092 固定鏡 1093 移動鏡 1094 反射鏡 1095 雷射振盪器 1096 雷射接收器 1097 對物透鏡 1098、 1099放大透鏡 1100 閃爍器 1102 TD1檢測器 11 昇降桌 1111 電子鎗 1112 光軸 1115 ExB分離器 1116 晶圓 1117 第1對物透鏡

1118 第2對物透鏡 1119、1120、1121 放大透鏡 81 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 112 光轴 1120、 1121放大透鏡 1122 TDI檢測器 1123 電路 1124 記憶體 1125 光軸 1126、 1127偏向器 113 聚焦透鏡 1131 長方形領域 1132 條帶寬度 1133 區域（稱爲掃描視野） 1134 圖案 1135 掃描視野 1136 濃度分布 1137 曲線 114 照射透鏡 1161 ' 1162領域 1166 晶圓 1181 > 1182記憶體 1183 照像機 1184 路徑 1185、 1186開關 1187 路徑 1188 記憶體 1189 路徑 1190 電腦 12 昇降機構 1211 位置選擇開關 1212 焦距開關 1213 手動開關 1214 自動開關 1221 檢查裝置 1223 網絡系統 1224 生産線控制電腦 1225 製造裝置 14067 二次電子像放大透鏡 20 迷你環境裝置 21 環境空間 22 機殼 221 頂壁 222 底壁 223 周壁 225 出入口 226 出入口 23 氣體循環裝置 231 氣體供給單元 232 回收管 233 導管

82 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 24 排出裝置 241 吸入管 242 吹風機 243 導管 25 預對齊器（Pre-al igner) 27 活門装置 272 門 30 主機殼 31 操作室 32 機殼本體 321 底壁 321 底壁 325 進出口 33 機殼支持裝置 331 框架構造體 332 頂壁 36 台框架 37 防振裝置 40 機殼 41 第1裝載室 42 第2裝載室 43 機殼本體 431 底壁 432 頂壁 433 周壁 434 隔開壁 435 出入口 436 出入口 437 出入口 45 活門裝置 452 門 46 活門裝置 461 門 47 晶圓架 461 門 50 載物台裝置 51 固定桌 52 Y桌 521 ' 531伺服馬達 522、 532編碼器 53 X桌 54 旋轉桌 55 保持器 551 裝載面 60 裝載器 61 第1搬運單元 611 驅動部 612 多節臂

83 315886修正本 1345054 第93115249號專利_請案 * 100年4月18曰修正替換頁 613 可旋轉軸 613 轴 615 昇降裝置 616 夾持裝置 63 第2搬運單元 632 多節臂 70 電子光學裝置 7001 濃度匹配 7002 圖案匹配 70a 多波束型電子光學裝置 70c 電子光學裝置 701 一次光學系統 702 二次光學系統 71 hiL· /r/r 鏡闾 72 一次光學系統 72a 一次光學系統 721 電子鎗 721a 電子鎗 722、 723透鏡 722a 多開口板 723a 静電透鏡 724 成型開口 724a 開口構件 725、 726偏向器 725a 静電透鏡 726a 静電偏向器 727 EXB分離器 727a ExB分離機 728、 729對物透鏡 728a 第1靜電接眼透鏡 729a 、730a偏向器 731a 第2静電接眼透鏡 74 二次光學系統 74a 一次光學系統 741 扁形透鏡 741a 静電放大透鏡 742、 743放大透鏡 742a 偏向器 744、 745偏向器 76 檢測系統 76a 檢測系統 76b 檢測系統 767b 檢測器 761 微通道板(MCP，Micro Channel Plate) 761a 微通道板（MCP) 84 315886修正本 1345054 第93115249號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 762 F0P(Fiber Optical Plate) 7620 陶磁基板 7621 端部 762a 多陽極 763 光學透鏡 763a 電阻 764 TDI檢測器 764a 導線 765 圖像形成部 765a 電路 766、 767、768 符號 766 記憶體 766a 記憶體 784 TDI檢測器 81 預充電單元 811 電容粒子照射部 8200 視野 8203 點（Point) 8204 特徵圖案 83 電位賦予機構 831 電壓施加裴置 832 調查與決定系統 833 監視器 834 操作機 835 CPU 84a 二次光學系統 87 電子波束校正機構 871 光學顯微鏡 A ' B 光車由 DO、D1 、D 2晶粒 c 自動裝填晶圓匣盒 Ml ' M2 、M3、M4方向 N1 方向 0A 光軸 B 光軸 P 間距 ST 條帶（Strip) tl至t6周期 V 視野 W 晶圓

85 315886修正本

Claims (1)

1. 第93115249號專利申請案 1Q0年4月18日修正替換頁 、申請專利範圍： 一種測量方法’_量對形成晶片之基板表面使用波束 檢查之映像投影型檢查裝置的二次光學系統之放大倍 率’該測量方法係具備： (a)為使上述晶片位於被檢查視野内而配置上 之步驟； (b) ，上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以檢測 器檢測來自上述基板之反射電子或二次電子而獲 得二維圖像之步驟； (c) 將在上述步驟b中獲得上述二維圖像時之由雷射 干擾儀所得之載物台座標（Xc、Yc)儲存之步驟； ⑷於上述視野内，將上述載物台移動達一定距離， 而使上述具特徵圖案移動之步驟； ⑷進行如同上述步驟b之操作，取得於上述經移動 位置之上述具特徵圖案之二維圖像之步驟； ⑴將在上述步驟e中獲得圖像時之由上述雷射干擾 儀所得之上述載物台座標（Xf、YO儲存之步驟； (g) :上述步驟W得圖像之一部分與上述步驟e所 付圖像作圖案匹配，計算2圖像之X方向及γ方 向之位置偏移（ΔΧ像素、ΔΥ像素）之步驟； (h) 計算由上述步驟c儲存之座標（XC、Yc)與上述步 驟f儲存之座標（Π、YO間之差、（Xf-Xc)或 (Yf-Yc)之步驟；以及 ⑴計算每像素之尺寸，（Xf-XcO/ΔΧ或（Yf-Yc)MY 315886修正本 86 ^45054 第931152Μ號專利申請案 100年4月18日修正替換頁 作為映像光學系統之放大率之牛驟 第1項所述之測量二I上述步 方向中則㈣軸方向具有長轴之形狀，而在另-軸 3. 4. 二次光人：器掃描視野内’並與上述掃描同步而使 人九于系統之光學參數變化。 -種半導體裝置製造方法，係利用如申請 項所述之測量方法，於g + 之評價。 力絲途中或録完錢進行晶圓 馨 =測f方法’係測量對形成晶片之基板表面使用波束 率，該測量方法係具備： 人心錢之放大倍 (a) 為使上述晶片位於被 板之步驟，· 被檢查視野内而配置上述基 (b) 對上述基板上之具特徵圖案照射 H 'Ριί ^ h L· ± ，束，並以檢測 盗檢測來自上職板之反射電子或二 獲付第1二維圖像之步驟； 而 士述步驟b中獲得上述二維圖像 ⑷於上述視野内，將上述:物::::”定:離 而使上述具特徵圖案移動之步驟； ⑷進行如同上述步驟b之操作，取得 之步驟； 第2—維圖像 ⑴;=二驟，得圖像時之由 得之上返载物台之第2座標储存之步驟；擾儀所 315886修正本 87 1345054 第93115249號專利申請索 100年4月18日修正替換頁' ⑷：上述二:二維圖像與上述第2二維圖像作圖案 己异上述第1二維圖像與上述第2二維圖 像之位置偏移之步驟； ⑻計算上述載物台之上述第】座標 間之差的步驟；以及 ⑴=物台之上述第1座標與上述第2座標 ；L 、和上述第1二維圖像與上述第2二 維圖像間之位置偏移之間的比，而作為映像光學 系統之放大率之步驟。 5·種半導體裝置製造方法，係利用如申請專利範圍第& 項所述之測#料，於製料巾或製程完錢進行 之評價》 6. -種基板表面檢查裝置’係對形成晶片之基板表面使用 波束進行檢查’其中，為了進行上述晶片之對位，具備·· 配置上述基板以使上述晶片位於被檢查視野内之 裝置；以及 藉由以下步驟測量檢測倍率之測量裝置， (a) 對上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以檢測 器檢測來自上述基板之反射電子或二:欠電子而 獲得二維圖像之步驟； (b) 將在上述步驟a巾獲得上述二維圖像時之由雷射 干擾儀所得之載物台座標（Xc、Yc)儲存之步驟； (c) 於上述視野内，將上述载物台移動達一定距離| 而使上述具特徵圖案移動之步驟； 315886修正本 88 1345054 、、 I 100年4月18日修正替換] ，上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以上述 檢測器：測來自上述基板之反射電子或二次電 子而取知於上述經移動位置之上述具特徵圖案 之二維圖像之步驟； (e)將在^步驟d中獲得圖像時之由上述雷射干擾 儀所得之上述载物台座標（Xf、Yf)儲存之步驟； ⑴，上述步驟3所得圖像之—部分與上述步驟d所 得圖像作圖案匹配，計算2圖像之χ方向及Y方 向^位置偏移（Δχ像素、Δγ像素）之步驟； (g)汁异在上述步驟13儲存之座標（Xc、Yc)與上述步 驟e儲存之座標(Xf、Yf)間之差、⑴一 XC)或 (Yf Yc)之步驟；以及 7. ⑻計算每像素之尺寸，⑴士）/ΔΧ或（Yf-Yc)M γ 作為映像光學系統之放大率之步驟。 -種基板表面檢查裝置，係對形成晶片之基板表面使用 波束進行檢查，其中，為了两 位於被檢查視野内，具備基板以使上述晶片 藉由以下步驟測量當上述晶片位於上述被檢查視 野内時之檢測倍率之測量裝置， (a) 對上述基板上之具特徵圖案照射波束 檢測來自上述基板之反鼾雷工+ u J ^ 第1二維圖像之步驟； 《-:人電子而獲得 (b) 將在上述步驟a中獲得上述二維圖像時之由雷射 干擾儀所得之載物台之第1座標儲存之步驟；、 315886修正本 89 第93115249號專利中請案 r λ 100年4月18曰修正替換頁 (c)於上述視和，將上述載物台移動 使上述具特徵圖案移動之步驟； ⑷對上述基板上之具特徵圖案照射波束，並以上述檢 測器檢測來自上述基板之反射電子或二次電子而 於上述經移動位置取得第2二維圖像之步驟，· 將在上述步驟d中獲得圖像時之由上述雷射干擾 儀所得之上述载物台之第2練健存之步驟； 將t述第1二維®像與上述第2二維圖像作圖案匹 配°十算上述第1二維圖像與上述第2二維圖像之_ 位置偏移之步驟； 十算上述载物台之上述第1座標與上述第2座標間 之差的步驟；以及 十,上述载物台之上述第！座標與上述第2座標間 述差、和上述第1二維圖像與上述第2二維圖 :象：：位置偏移之間的比，而作為映像光學系統之 敌大率之步驟。 麟 315886修正本 90 1345054 ,. 第93115249號專利申請案 100年4月18曰修正替換頁 七、指定代表圖： (一） 本案指定代表圖為：第（7 )圖。 (二） 本代表圖之元件代表符號簡單說明： 70 電子光學裝置 72 一次光學系統 721 電子鎗 722、723 透鏡 724 成型開口

   725、726 偏向器 727 EXB分離器 728、729 對物透鏡 74 二次光學系統 741 扁形透鏡 742、743 放大透鏡 744、745 偏向器 76 檢測系統 761 微通道板（MCP，Micro Channei Plate)

   762 F0P(Fiber Optical Plate) 763 光學透鏡 7β4 TDI檢測器 符號 ΘΑ 光袖 w 晶圓 八、=::時，請， 315886修正本 4